Université Des Frères Mentouri Constantine Faculté des Sciences de la Terre, de la Géographie et de

l’Aménagement du Territoire Département des Sciences Géologiques

Etude géologique de la régiond’El Kentour Zighoud Youcef

Déformations Morpho-tectoniques,nature et qualité des matériaux

des matériaux

Présenté pour l’obtention du diplôme de

Magister en Sciences de la Terre option : ressources énergétiques

Option : Ressources Minérales et Energétique

Par Safia ZERDOUDI

République Algérienne Démocratique et Populaire

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

N° d’ordre :

Série :

Soutenu le 23/12/2015

T H E S E

Devant le jury d’examen :

Pr. BENAISSA Abdelkader Université Constantine 1 Président

Pr. BENABBAS Chaouki Université Constantine 3 Rapporteur

Pr. KHIARI Abdelkader Université d’Oum El Bouaghi Examinateur

Dr. CHADI Mohammed Université Constantine 3 Examinateur

REMERCIEMENTS

Ce travail a été réalisé sous la direction de monsieur Pr. Chaouki BENABBAS. Je le remercie

vivement d’avoir accepté de m’encadrer et de m’avoir fait profitée de son expérience dans la

compréhension du terrain.

Je remercie tout particulièrement monsieur Pr .Ramadhane MARMI de m’avoir donné une

chance de progresser en géologie.

Je remercie monsieur Pr. Abdelkader BENAISSA d’avoir accepté la présidence du jury de ce

mémoire. Mes remerciements vont également à monsieur Pr. Abdelkader KHIARI et

monsieur Dr. Mohammed CHADI d’avoir accepté d’examiner et de juger ce travail.

J’exprime toute ma reconnaissance aux professeurs N. ROUAG et L. CHEKOUR pour les

caractérisations par DRX au laboratoire Microstructures et Défauts dans les Matériaux du

département de Physique.

Je tiens à exprimer mes sincères remerciements à, I.HAMANI, Mme A. KANDOULI et Mrs.

B.ANABI et B.YEKHLEF, pour l’aide que j’ai trouvé auprès d’eux dans la réalisation

pratique de ce travail. Mes plus vifs remerciements vont également à Mrs .K.

BOULKANDOUL et , Dr.K. RABHI et Dr.N. ROUSTILA

Merci à tous mes amis Amel, Khelifa, Salah, Abd Razak, Ramzi, Asma et Saïda et mes

collègues Abdelali, Khaled, Samir et Mr. BOUATOURA.

Enfin, je n’oublierai pas de remercier Mrs S. MAALEM, FARINELI, D. PANICCHI et

T.ALAMA de l’ANAS pour toute l’aide et les encouragements que j’ai trouvés auprès d’eux.

Merci à toute ma famille pour le soutien et l’appui que j’ai toujours eu pour mener à terme ce

travail.

A mes parents Akila et Ahcène

I

RésuméDu point de vue tectonique, le nord de l’Algérie fait partie des régions les plus actives dans lemonde. De ce fait, lors de la construction des infrastructures, les constructeurs trouvent desdifficultés énormes, surtout dans quelques régions, notamment le CONDE-SMENDOU. Dans cetterégion passent trois des plus importantes infrastructures de l’Algérie, la RN3, la ligne de cheminde fer reliant Constantine à Skikda et, récemment, l’autoroute Est-Ouest. C’est la région où lesentreprises ont eu beaucoup de mal à élaborer quelques tronçons de l’autoroute Est-Ouest, et cela àcause de la mauvaise qualité des matériaux « roches », mais aussi à cause de la mauvaiseinterprétation des investigations faites par les bureaux d’étude.Nous nous sommes principalement intéressés dans cette étude à la constitution des roches de cetterégion. Dans ce contexte géologique et géomorphologique varié et complexe, marqué par uneactivité tectonique forte et une activité sismique active, nous avons examiné les conséquencesmorphologiques des processus tectoniques et d'érosion. Les principaux domaines que nous avonsabordés dans cette thèse de magister sont le démembrement et l’évolution du relief structural, lesmouvements de terrain et tectoniques, l’analyse de marqueurs morpho structuraux régionaux, latectonique active et l’activité sismique, enfin l’étude et la caractérisation de la qualité des matériauxen présence.Les outils et techniques mis en œuvre dans le cadre de ce travail comprennent l’imagerie et lagéomatique ainsi que la corrélation litho stratigraphiques. Par ailleurs, des analyses aux rayons Xsur une série d’échantillons nous ont permis d’avoir une meilleure caractérisation des matériaux etroches constituant cette région.Après analyse de nos différents résultats, nous avons pu élaborer deux cartes morpho structurales(échelle 1 : 20 000). Ces cartes réalisées à partir de l’interprétation des photographies aériennes,donnent une multitude d’informations sur les éléments d’origine morphologique (éboulis, cône dedéjections, glissements et solifluxion) et sur les éléments d’origine structurale (escarpements defailles, pendage et accidents). Ces cartes laissent apparaître un réseau de fracturation assezcomplexe qui confirme l’existence et le rôle joué par certaines directions d’accident, leur natureprofonde ainsi que l’ampleur de leurs étendues. Ces données peuvent permettent de réactualiser lacartographie actuellement utilisée montrant un terrain relativement homogène, moyennementinstable et sans particularités morpho géologiques.

Mots clés : géomorphologie, activité tectonique, érosion, démembrement, relief structural, imagerie,éboulis, cône de déjections, glissements et solifluxion, fracturation, cartes morpho structurales.

II

Abstract

Northern Algeria is one of the most active regions in the world. Therefore, when buildinginfrastructure, manufacturers are enormous difficulties, especially in some regions, including theCONDE-Smendou. In this region spend three of the most important infrastructures of Algeria, RN3,the railway line connecting Constantine Skikda and recently the East-West highway. This is thearea where companies have struggled to develop some sections of the East-West highway, and thisbecause of the poor quality of materials "rock", but also because of the misinterpretation ofinvestigations made by consulting firms.

We are mainly interested in this study the formation of the rocks of this region. In this context andvaried geological and geomorphological complex, characterized by high tectonic activity and activeseismic activity, we examined the morphological consequences of tectonic and erosion processes.The main areas that we have discussed in this magister memory are the dismemberment andevolution of structural relief terrain and tectonic movements, analysis of regional structuralmorphological markers, active tectonics and seismic activity, then the study and characterization ofthe quality of the materials present.

The tools and techniques used in the context of this work include imaging and geomatics as well aslitho stratigraphic correlation. Furthermore, X-ray analyzes on a series of samples allowed us tohave a better characterization of materials and rocks making up this region.

After analyzing our different results, we were able to develop two morpho-structural maps (scale 1:20,000). These cards made from the interpretation of aerial photographs, provide a wealth ofinformation about the origin of morphological elements (scree cone droppings, landslides andsolifluxion) and the origin of structural elements (fault scarps, dip and accidents). These mapsreveal a rather complex fracture network that confirms the existence and the role played by someaccident directions, their essential nature and the extent of their scopes. This data can help to updatethe currently used map showing a relatively even terrain, moderately unstable geological andwithout morphological peculiarities.

Keywords : geomorphological, tectonic activity, imaging, morpho-structural maps, scree conedroppings, landslides and solifluxion, fault scarps, dip and accidents

III

ملخص

تجد شركات التحتیة،البنیةبناءعندولذلك،. العالمفينشاطااألكثرالمناطقمنھو جزء الجزائرشمال،تكتو نیة نظرمن وجھةCONDE -Smandou البناء صعوبات كبیرة وخاصة في بعض المناطق بما في ذلك

خط السكة الحدیدیة الحدیدة الذي یربط قسنطینة 3في ھذه المنطقة تمر ثالث أھم بنى تحتیة ھامة في الجزائر الطریق الوطني رقم.ھي المنطقة أین المقاوالت وشركات انجاز الطرقات كافحوا من اجل انجاز بعض غرب-وسكیكدة ومؤخرا الطریق السیار شرق

مقاطع الطریق السیار وھذا بسبب الجودة الردیئة للمواد (الصخرة) وكذلك أیضا بسبب ضعف التقاریر والتفسیرات التي أجریت من قبل المكاتب الھندسیة

في ھذا المجال الجیولوجي والجیومورفولوجي المتنوع یتمیز بنشاط المنطقة.في ھذه أساسا بمكونات الصخور نھتمفي ھذه الدراسة تكتوني عالي ونشاط زلزالي نشط .اختبرنا العوامل المورفولوجیة للعملیات التكتونیة

. تحركات ال،یة الھیكلیھااتوتطورالتضاریسأوصالعاتتقطھيھذهالماجستیرمذكرةفيناقشناھاالتيالرئیسیةالمجاالتدراسةوأخیراالزلزالي،والنشاطالتكتونیةالحركات،الجھویة المورفوبنیویة عالماتالتحلیلالتكتونیة،والحركاتاالرضیة

موجودة.الالموادنوعیةخصائصو

استعمال حیودذلك،علىوعالوة. لیتو طبقيالرتباطاالوكذلكوالقیاسالتصویرالعملھذاسیاقفيالمستخدمةوالتقنیاتاألدوات.المنطقةلھذهالمكونةوالصخورلموادلأفضلتوصیفلھایكونأنلناسمحعیناتالمنسلسلةعلىالسینیةاألشعة

خرائط الھذه). 1/20000مقیاس(علىبنیویة مورفوخریطتینتمكنا من وضع ،الیھا توصلناالتيالنتائجمختلفتحلیلبعداالنزالقات الحطام،(لعناصر ذات األصل مورفولوجيحول امعلوماتالعدید من الأعطتالجویة،الصورتفسیرمنانجزت

.....الخ)

كذا وھاوجودیؤكدمانوعامعقدةروكسشبكةالخرائطھذهوتكشف). الصد وع،الكسور،نحدارات(االالھیكلیةالعناصروأصلتحدیثعلىالمساعدةالبیاناتلھذهویمكن. نطاقاتھاومدىلعمیقةاوطبیعتھا،اتجاھات ھذه الكسور بعضلعبتھالذيالدور

خصوصیات مورفوجیولوجیةدونبومستقرغیرعلى المتوسطنسبیا،حتىارضیة متجانسةتظھرحیثحالیاالمستخدمةالخریطة

,االنزالقات,الجویةالصوربنیویة, مورفو,المورفوبنیویة,التكتونیةالحركات,عاتتقط, جیومورفولوجي: الالكلمات الرئیسیةلصد وعو االكسور،نحداراتاال

IV

S o m m a i r e

V

Contexte ……………………………………………………………………………2

Objectifs ……………………………………………………………………………2

Méthodologie et Outils……………………………………………………………..3

PREMIERE PARTIE

PRINCIPAUX TRAITS GEOGRAPHIQUES ETCONTEXTE GEOLOGIQUE .…4

I.1. PRINCIPAUX TRAITS GEOGRAPHIQUES…………………………………………...5

I.1.1. Localisation de l’aire d’étude………………………………………………………………5

I.1.2. Orographie……………………………………………………………………………………6

I.1.3. Hydrographie………………………………...………………………………………………6

I.1.6. Le Climat ……………………………………………………………………………………7

I.1.6.1. Les Précipitations …………………………………………………………………………7

I.1.6.2. Les Températures………………………………………………………………………....8

I.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE REGIONAL ………………………………………………10

I.2.1. Le domaine interne…………………………………………………………………………11

1.2. 2.Le domaine des Flyschs ……………………………………………………………………11

1.2.3. Le domaine externe ………………………………………………………………………...12

1.2.3.1. Les séries telliennes………………………………………………………………………12

1.2.3.2. Les séries de l’avant pays…………………………………………………………………12

1.2.3.2.1. Unité néritique constantinoise……………………………………………………….....12

1.2.3.2.2. Unités sud- sétifiennes…………….…….……………..……………………………….13

1.2.3.2.3. Unités des Sellaoua……………………..………………………………………………13

1.2.3.2.4. Le parautochtone aurésien………………..…………………………………………..13

VI

1.2.3.2.5. L'autochtone aurésien……………………………………………………………...13

I.3. LES GRANDS TRAITS DE LA GEOLOGIE NORD-CONSTANTINOISE

(PRINCIPAUX ENSEMBLES LITHOSTRATIGRAPHIQUES)……………………15

I.3.1. LE SOCLE KABYLE …………………………………………………………………15

I.3.1.1. Les ensembles métamorphiques…………………………………………………….15

I.3.1.2. L’ensemble sédimentaire…………………………………………………………….15

I.3.2. LA CHAINE CALCAIRE……………………………………………………………..16

I.3.2.1. La dorsale interne…………………………………………………………………….16

I.3.2.2. La dorsale médiane…………………………………………………………………...16

I.3.2.3. La dorsale externe…………………………………………………………………….17

I.3.3. LES FORMATIONS DU DOMAINE MEDIAN (SERIES DES FLYSCHS)……....20

I.3.3.1. Le flysch maurétanien et les formations apparentées……………………………...20

I.3.3.2. Flysch de Ziane…………….………………………………………………………….20

I.3.3.3. Flysch de Kef Mezzouch……………………………………………………………..20

I.3.3.4. Le Flysch Massylien………………………………………………………………….21

I.3.3.5. Le flysch numidien…………………………………………………………………...22

I.3.4. LES FORMATIONS DU DOMAINE EXTERNE…………………………………...24

I.3.4.1. L’ultra tellien…………………………………………………………………………24

I.3.5. LES SERIES POSTERIEURES AU LUTETIEN…………………………………...25

I.3.5.1. L’Oligo - Miocène Kabyle…………………………………………………………....25

I.3.5.2. Le Nummulitique II……………………………………………………………………25

I.3.5.3. Les formations post-nappes (le Miocène continental)……………………………….26

I.3.5.4. Les formations quaternaires…………………………………………………………..26

VII

DEUXIEME PARTIE

PHOTO GEOLOGIE ET DEFORMATIONS MORPHO TECTONIQUES ………...…....27

II.1. PHOTO GEOLOGIE……………………………………………………………………28

II.1.1. Documents utilisés ……………………………………………………………………..28

II.1.2. Méthodologie…………………………………………………………………………….29

II.1.3. Analyse et résultats……………………………………………………………………...30

II.1.3.1. L’analyse morphologique……………………………………………………………..30

II.1.3.1. L’analyse structurale………………………………………………………………….31

II.2. L’ANALYSE STRUCTURAL DU RELIEF …………………………………………..37

II.2.1. Les principaux éléments du relief structural………………………………………….37

II.2.2. Les principaux traits de la tectonique…………………………………………………38

II.2.3. Etude de Cas……………………………………………………………………………..40

TROISIEME PARTIE

ANALYSE DE LA QUALITE ET NATURE DES MATERIAUX ET ROCHES….51

III.1. HISTORIQUE……………………………………………………………………………..52

III.2. PRINCIPAUX FACIES………………………………………………………………….55

III.3. CORRELATION DES LOGS DE SONDAGES………………………………………..60

III.4. ANALYSES AUX RAYONS X…………………………………………………………..63

III.1. CARACTERISATION PAR DIFFRACTION X……………………………………..63

III.1.1. Historique……………………………………………………………………………...63

III.1.2. Principe………………………………………………………………………………...64

III.1.3. La loi de Bragg…………………………………………………………………………64

III.1.4. Méthode des poudres…………………………………………………………………..65

VIII

III.1.5. Spectre de diffraction………………………………………………………………….66

III.2. MODE OPERATOIRE………………………………………………………………….67

III.2.1. Diffractomètre utilisé………………………………………………………………….67

III.2.2. Préparation des échantillons………………………………………………………….68

III.3. Résultats des RX………………………………………………………………………….69

CONCLUSION…………………….…………………………………………………………….69

CONCLUSIONS GENERALES………………………………………………………..70

Références bibliographiques……………………………………………………...72

ANNEXES

Etude géologique de la région

d’El Kantour(Zighoud youcef).Déformations Morpho-tectoniques, nature

et qualité des matériaux

2

Contexte :

La région d'étude fait partie intégrante du Tell Constantinois et se constitue des unités morpho

structurales suivantes:

Les massifs montagneux de la chaîne numidique au nord :

Ces massifs forment une barrière morpho géologique remarquable.

Les collines de Condé Smendou et des Zardézas:

Ces collines se distinguent par une topographie irrégulière (bombements coupés

fréquemment par des thalwegs et interfluves).

La dépression d’Oued Ença :

Cette dépression constitue une vallée que nous pensons structurale.

Pour ce qui est du cadre structural, le grand degré de déformation, caractérisant cette région résulte

d’une grande activité néotectonique. Cette forte activité a vu la réactivation d’anciens accidents et

l’apparition de morpho-structures dont le matériel provient en grande partie du démantèlement du relief

structural.

Deux méga structures conditionnent en grande partie l’évolution de cette région :

L’accident d’El Kantour L’accident Kef Hahouner –Djebel Débar

Par ailleurs, les mouvements de masse occupent d’importantes surfaces dans ce secteur.

Objectifs :

Dans ce contexte géologique et géomorphologique varié et complexe marqué par une activitétectonique forte et une activité sismique active ; nous nous proposons d’étudier les conséquencesmorphologiques des processus tectoniques et d'érosion.

Les principaux domaines qui seront abordés dans ce mémoire de magister sont :

Démembrement et évolution du relief structural Mouvements de terrain et tectonique Analyse de marqueurs morpho structuraux régionaux Tectonique active et activité sismique L’étude et la caractérisation de la qualité des matériaux en présence

3

Méthodologie et Outils :

En plus du travail que nous comptons réaliser sur terrain (caractérisation et cartographie), nous allonsessayer d’établir des corrélations litho stratigraphiques et ce grâce aux données récoltées lors desinvestigations géologiques et géotechniques destinées au forage du tunnel d’El Kentour.

Les outils et techniques mis en œuvre pour développer ces études comprennent l’imagerie et lagéomatique ainsi que la corrélation litho stratigraphiques.

Par ailleurs, des analyses aux rayons X sur une série d’échantillons va permettre d’avoir unemeilleure caractérisation des matériaux et roches constituant cette région.

4

PREMIERE PARTIE

PRINCIPAUX TRAITS GEOGRAPHIQUES

ET

CONTEXTE GEOLOGIQUE

5

I.1. PRINCIPAUX TRAITS GEOGRAPHIQUES

I.1.1. Localisation de l’aire d’étude.

Notre aire d’étude occupe une vaste zone (intra tellienne), encadrée à l’ouest par le massif imposant de SidiDriss, au nord par les plaines d’El Harrouche, à l’est par la région de Hammam Meskoutine et au sud par lesmonts de Djebel Ouasch.

Fig. I .1: Localisation de l’aire d’étude In Benabbas.cet al (2011)

6

I.1.2. Orographie

Dans cette région les points culminants dépassent rarement les 900m, et les morpho structures présententune direction générale E – O, rarement N- S (Fig. I.1 et I.2).

Au plan orographique on peut subdiviser la zone étudiée en trois sous zones naturelles distinctes.

Les massifs montagneux de la chaine numidique au nord Les collines de Condé Smendou et des Zardezas La dépression d’Oued Ença

I.1.3. Hydrographie

La région est drainée par un réseau hydrographique assez dense faisant partie du sous bassin versant duSaf Saf (SBV N° 03-09).

Les principaux cours d’eau couvrant la région d’étude sont (Fig. I.2) :

Fig. I .2: Carte Oro-Hydrographique de la région d’étude. (D’aprèsBENZID Y)

7

Oued Zighoud Youcef (ex Smendou) qui prend naissance dans les monts de Djebel El Ouahch dans lacommune de Constantine et se dirige vers le Nord Ouest pour se jeter dans Oued El Kebir.

Oued Beni Brahim et Oued Adjeb qui drainent la partie orientale du secteur d’étude ; présentent unedirection E-O et rejoignent au nord l’Oued Saf-Saf.

Oued Ença, prend naissance à partir de deux sources : la première au niveau du Col des Oliviers et laseconde au niveau des Kefs Toumiettes (Fig. I.2).

La direction générale de ce dernier Oued est NNE-SSO (N 30o E), la linéarité presque parfaite de cettestructure est révélatrice sur sa probable nature tectonique.

En plus de ces Oueds importants, on relève la présence d’une multitude de petits cours d’eau secondaires.

Par ailleurs, on relève la présence de dizaines de sources naturelles ; la répartition géographique de cessources semble suivre des directions préférentielles, loin d’être aléatoires.

I.1.6. Le Climat

Le climat englobe l’interaction entre l’atmosphère, l’eau de la surface, la cryosphère, la lithosphère, labiosphère et le rayonnement solaire et son activité, ces interactions vont crée les facteurs qui régissent leclimat et qui sont :

I.1.6.1. Les Précipitations

Se sont les apports d’eau parvenant au sol sous forme liquide (pluie, rosé..), ou sous forme solide (neige,grêle…). La moyenne des précipitations mensuelles par année, relevées par l’ONM dans cette région est de72,74 mm. Elles se caractérisent par une variabilité interannuelle importante (Tableau n°1).

DATE Sep Oct Nov Dec Jan Fev Mar Avr Mai Jun Jul Aou Pmm

StationConstantine

65,2 67,3 88,8 147,6 125,9 90,0 87,8 80,4 64,8 33,5 8,1 13,5 72.74

Tableau n°1 : Précipitations moyennes mensuelles (période 1984/2004)

8

Histogramme n°1 : Répartition mensuelle des pluiesstation zighoud youcef

L’histogramme n°1 montre clairement le mois de juillet représente la période ou il ya le moins de précipitation, parcontre le mois de décembre se distingue par de fortes précipitations.

I.1.6.2. Les Températures

La température est l’un des facteurs climatiques les plus importants car il conditionne la résultantehydrique et joue un rôle important dans l’évapotranspiration.

L’office national de météorologie a enregistré une moyenne maximale de 18 °,89, et une moyenne minimalede7,92(étude sur une période de vingt ans) .

Les pics de température enregistrés sont typique d’un climat semi aride ( très chaud en été et très froid enhiver Tableau n°2).

DATE jan Fev Mar avr Mai Jun jul aou sep oct nov Dec T°C

T.Moy.Max 10,51 11,44 13,50 16,06 20,70 25,56 29,47 29,25 24,86 19,36 14,87 11,10 18,89

T.Moy.Min 2,12 2,67 3,65 5,45 8,72 12,44 15,00 15,48 12,83 8,96 4,99 2,79 7,92

Tableau n°2 : Températures moyennes maximales minimales

(Période 1967/1986)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

sep oct nov dec jan fev mar avr mai jun jul aou

plui

es (m

m)

MOIS

9

Histogramme n°2 : Répartition mensuelle des Températures

0

5

10

15

20

25

30

jan fev mar avr mai jun jul aou sep oct nov dec

TEM

PER

ATU

RE

(°c)

10

I.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE REGIONAL

Les structures géologiques considérées dans l’aire d’étude appartiennent à plusieurs domaines structuraux etpaléogéographiques.

Pour mieux comprendre l’histoire géologique de la région d’étude, il paraît indispensable de la situer dansson contexte géologique régional ; c'est-à-dire dans le cadre des chaînes côtières d’Afrique du Nord, WildiW., (1983) ou Maghrébides, Durand Delga M., (1980).

Fig. I.3. Position des différentes unités géologiques des Maghrébides.

(In Domzig. A et al. 2006)

Fig. I.4. Coupe structurale schématique de la chaine des Maghrébides selon Durand Delga M.,1969).

11

Les Maghrébides (Fig. I.3. et I.4.) forment une chaîne à vergence sud, s’étendant de Gibraltarjusqu’à la Sicile, sur plus de 2 000 Km. Cette chaîne résulte de la structuration du bassin maghrébin et de sesmarges. Ce dernier se situait entre les marges continentales africaines et européennes Bouillin J.P., (1986).

Les nappes ou les structures constituant la chaîne des Maghrébides sont à vergence sud et sont issuesde trois domaines paléogéographiques (Fig. I.4.).

Le domaine interne Le domaine des Flyschs Le domaine externe représente la marge téthysienne du continent africain.

I.2.1. Le domaine interne

Ce domaine est formé d’éléments issus de la dilacération de la plaque d’Alboran : soclecristallophyllien continental aminci et couverture sédimentaire qui va du Paléozoïque au Tertiaire. Cettecouverture peut être en partie désolidarisée de son socle pour former des nappes de charriages.

On attribue au socle (Bouillin J.P., 1977 et Raoult J.F., 1974) trois ensembles lithologiques :

Un ensemble cristallophyllien inférieur, formé de gneiss à intercalations, parfois puissantes, demarbres et d’amphibolites.

Un ensemble cristallophyllien supérieur, comportant « des schistes satinés ou phyllades, des grés etdes porphyroïdes oeillés ».

La couverture sédimentaire paléozoïque du socle cristallin, peu ou pas métamorphique, dont lesséries comprennent des termes de l’Ordovicien, du Silurien, du Dévonien, ainsi que du Carbonifèreinférieur.

Pour ce qui est de la Dorsale kabyle ou Chaîne calcaire, les auteurs (Durand Delga M., 1969 ; RaoultJ.F., 1974 ; Vila J.M., 1980) ont distingué des unités internes, médianes et externes. Ces séries constituaient,à l’origine, la couverture sédimentaire mésozoïque et tertiaire du socle kabyle. Les unités externes etmédianes se sont cependant désolidarisées de leur substratum. Elles ont ensuite été plissées et chevauchéespar le socle kabyle et la dorsale interne.

1.2. 2.Le domaine des Flyschs

Le domaine des nappes de flyschs correspond à un secteur marin profond et mobile du Jurassiquemoyen au Burdigalien. Il est lié, jusqu’à l’Eocène supérieur, à la bordure sud de la plaque d’Alboran.

Au Crétacé inférieur des flyschs terrigènes relativement proximaux se déposent dans la partie nord du bassin(flysch Maurétanien), Gélard J.P., (1969) et des flyschs distaux dans le sud (flysch Massylien), Raoult J.F.,(1969).

A l’Oligocène et au Miocène basal, un flysch gréso-micacé (le flysch Numidien) se dépose endiscordance sur les premiers contacts tectoniques séparant les unités du domaine interne et la nappe duflysch Maurétanien. Les séries gréseuses de la nappe numidienne se sont formées durant l’Aquitanien et leBurdigalien basal, probablement dans le sud du bassin Massylien et tout à fait au nord du domaine externetellien.

12

Les flyschs reposent, avec des modalités structurales variées, sur les zones internes et occupent uneposition allochtone par rapport aux zones externes. La nappe numidienne correspond aux formations lesmoins tourmentées.

Elle n'est que peu impliquée dans les accidents qui affectent l'édifice allochtone, sauf au nord deConstantine et d'El Aria, où elle se présente comme un ensemble écaillé.

1.2.3. Le domaine externe

Le domaine externe représente la marge téthysienne du continent africain, on peut distinguer deuxgrands types de séries :

Les séries telliennes Les séries de l’avant pays

1.2.3.1. Les séries telliennes

En Algérie orientale et aux confins algéro-tunisiens, les séries telliennes ont été découpées par lesphases tectoniques tertiaires en trois grandes entités, dont les limites suivent à peu prés les lignespaléogéographiques du Crétacé, du Paléocène et de l’Eocène. Ce sont, du nord vers le sud (Wildi W., 1983 ;Vila J.M., 1980) :

Les unités ultra-telliennes, dont les formations typiques du Crétacé inférieur sont constituées par desmarno-calcaires clairs ;

Les unités telliennes sensu-stricto, avec un Crétacé inférieur plus ou moins riche en dépôts terrigèneset où les enchevêtrements de faciès néritiques restent modérées du Crétacé supérieur à l’Eocène ;

Les unités péni-telliennes et les unités méridionales à nummulites, à faciès néritique prépondérant duCrétacé supérieur à l’Eocène.

Ces dernières séries montrent de grandes affinités avec celles de leurs avant-pays méridionaux, lesunités sud-sétifiennes et l’unité néritique constantinoise.

1.2.3.2. Les séries de l’avant pays

La chaîne des Maghrébides est bordée, au sud, par des avant-pays de nature et de comportementtectonique variables.

On peut considérer, successivement du nord au sud les unités et domaines suivants :

1.2.3.2.1. Unité néritique constantinoise

Les séries néritiques constantinoises forment des massifs isolés (Fig. I.5.), de tailles variables ;caractérisées principalement par des formations carbonatées, du Mésozoïque, cette unité fut considéréependant longtemps comme autochtone, Durand Delga M., (1969) ; elle est allochtone et chevauche, pourVila J.M., (1980), les écailles de Sellaoua et les unités sud- sétifiennes. L’autochtonie de cette unité estreprise par Chadi M., (1991) et Coiffait P.E., (1992). Une certitude cependant, durant les phases tectoniquesalpines, cette unité s’est comportée de façon rigide.

13

1.2.3.2.2. Unités sud- sétifiennes

Ces unités considérées par Savornin J., (1920) comme « bati pré-saharien », ont été décrites par Vila

J.M., (1980) sous l’appellation « ensemble allochtone sud-sétifien ».

1.2.3.2.3. Unités des Sellaoua

Ces unités sont issues d’un sillon allongé du Sud-Ouest au Nord-Est. Elles affleurent au sud-est desmassifs composant l’unité néritique constantinoise et comprennent essentiellement des terrains marno-calcaires crétacés avec un léger apport détritique dans le Crétacé supérieur. Le Paléocène et le Lutétiensupérieur sont marneux, par contre l’Yprésien est carbonaté et riche en Nummulites ; l’Oligocène est signalépar Vila J.M. (1980) et par Coiffait P.E. (1992).

L’écaillage de ces séries est attribué à des raccourcissements considérables ayant provoqué deschevauchements de grandes ampleurs.

1.2.3.2.4. Le parautochtone aurésien

Il constitue le bord septentrional de l'autochtone atlasique. Ce para-autochtone est défini par l'ensembledes structures formées par les monts d'Aïn Yaghout et par les Djebels (Hanout, Guellif, Sidi Reghis) dans larégion d'Aïn Kercha et d'Oum El Bouaghi.

Cet ensemble a été violemment affecté par la tectonique alpine. Le Trias de la région des lacs peut êtreinterprété comme le cœur d'un vaste pli couché.

1.2.3.2.5. L'autochtone aurésien

Il s'agit là du domaine atlasique, caractérisé par un ensemble secondaire, plissé à la fin de l'Eocène selondes directions atlasiques, et par un Trias diapirique d'âge aptien, plus à l'Est, dans la région de l'Ouenza et lesmonts de Tébessa. (Farah A.S., 1991).

14

Fig.I.5

15

I.3. LES GRANDS TRAITS DE LA GEOLOGIE NORD-CONSTANTINOISE

(PRINCIPAUX ENSEMBLES LITHOSTRATIGRAPHIQUES)

La région d’étude est située dans la partie centrale de la chaine numidique, elle même rattachéeau Tell nord Constantinois.

C’est une région caractérisée par une morphologie accidentée ainsi qu’une grande complexitégéologique et tectonique (discontinuités géologiques majeures, unités paléogéographiques variées etqui se chevauchent, Benabbas C.2006).

Cette grande complexité a été relevée dans toutes les études et travaux antérieurs (L. Joleaud- (1912),P. Deleau (1938), J M Vila(1980) J.F. Raoult (1974)….).

Pour être le plus objectif possible, nous avons opté pour une caractérisation des principauxensembles litho stratigraphiques présents dans la région.

I.3.1. LE SOCLE KABYLE

Se sont toutes les formations paléozoïques qui servent ou qui ont servi de substratum à la chainecalcaire. Elles sont présente essentiellement dans la partie nord de la région d’étude, au nord et àl’ouest de Koudiat Sebaa Regoud, entre les Kefs Toumiette et au nord de Djebel Ayata, (RaoultJ.F., 1974).

Le socle Kabyle est constitué de trois ensembles superposés : deux ensembles métamorphiques à labase et au sommet par des formations essentiellement sédimentaires.

I.3.1.1. Les ensembles métamorphiques

Ces ensembles présentent une série constituée de phyllades et de schistes satinés qui pourrait êtrediscordante sur un socle profond (gneiss et micaschistes). On relève de la base au sommet les facièssuivants :

Un ensemble de porphyroïdes oeillés à filons de quartz avec intercalation de marbres etd’amphibolites.

Un ensemble de phyllades, avec à la base des schistes satinés d’une épaisseur qui varie de200 à 300 mètres de couleurs variées (gris, gris bleuté, parfois bleu vif, rosé ou verdâtre)(séricito schistes et chlorito schistes), ces derniers montrent des filons de quartz.

I.3.1.2. L’ensemble sédimentaire

Il s’agit de terrains d’âge ordovicien au carbonifère, ils se développent dans la partie orientale, auxalentours de la dorsale interne (Kef Toumiette, Djebel Bou Aded, Kef Msouna et Kef Sebargoud).

16

Cet ensemble sert de base pour les séries méso-cénozoïques calcaires des Kefs Toumiettes nord etsud, Djebel Bou adeb, Kef Msouna et Kef Sébarghoud, on note :

Un terme basal d’âge siluro-ordovicien constitué par d’épaisses formations de 50 à 100 mde schistes, d’amphibolites, de pélites gris verdâtres ou gris bleutés et de grauwackes.

Un terme médian représenté par des calcaires noduleux et des calcaires cristallinsferrugineux d’âge dévonien.

Un terme supérieur, avec des schistes et des pélites gris verdâtres avec des débris de quartz,ainsi qu’une alternance de niveaux gréseux et de bancs épais de conglomérats. On attribue àce terme un âge carbonifère.

I.3.2. LA CHAINE CALCAIRE

Elle est longue de 100km d’est en ouest, ses principaux sommets correspondent à des affleurementsde calcaire d’âge lias inférieur-lutétien.

En fait, cette chaine calcaire est appelée aussi dorsale calcaire (Raoult J.F., 1974, Vila J.M., 1980) ;se présente sous forme d’écailles empilées donnant les principaux reliefs calcaires de la région etsurmontant les formations cristallophylliennes d’âge silurien à carbonifère.

Les différents auteurs l’ont subdivisée en trois types de séries: interne, médiane et externe.

I.3.2.1. La dorsale interne

La dorsale interne et caractérisée par des calcaires massifs, dont la sédimentation à étéinterrompue par la phase tectonique du Lutétien supérieur ; on la trouve dans la région d’étude àKef Msouna, Kef Sébarghoud et Kef Toumiette nord, plus à l’est elle apparait à Djebel Ayata etdans la zone de Terkouni.

Elle présente une série complète depuis le Permo-Trias (grès et pélites rouges violacés) jusqu’auNéocomien (calcaires à silex). Le crétacé inférieur post néocomien et le crétacé moyen y sontinconnus. Les formations turono-sénoniennes sont épisodiques, très minces et de faciès noduleux.Le Jurassique est calcaire, le Paléocène est transgressif et débute par une série carbonatée massive,suivi par des couches éocènes à algues et foraminifères très abondants qui atteignent le Lutétienterminal. Cette dernière série détermine certains reliefs abrupts tels que celui de Toumiette nord.

I.3.2.2. La dorsale médiane

La dorsale médiane se rencontre à Djebel Bou Adeb Ou on observe la série typique, elle aété chevauchée au cours de la phase fini Lutétienne. Cette série comprend elle aussi du Permo-Trias, du Lias calcaire et un Crétacé inférieur micritique pouvant atteindre le Barrémien. On reléve

17

cependant une particularité : la présence de dépôts lacuneux micritiques ou marneux à microfaunepélagique.

I.3.2.3. La dorsale externe

La dorsale externe est représentée par le faciès typique de Djebel El Rhedir. Ce dernier estcaractérisé par des calcaires massifs du Lias inférieur, surmontée de calcaires lités à silex d’âgesinémurien. Le Domérien est marneux, le Paléocène est détritique, il débute par des conglomérats àgros blocs et galets d’âge paléocène suivies par des marnes sableuses à rare plaquettes de calcairemicrobrèchique.

18

Fig. I.6. : Colonne stratigraphique et synthétique de la chaine calcaire

D’après J.F RAOULT.1974

19

Fig. I.7. : Colonne stratigraphique et synthétique des séries mauritaniennes et des sériesapparentées

D’après J.F RAOULT.1974

.

gris

20

I.3.3. LES FORMATIONS DU DOMAINE MEDIAN (SERIES DES FLYSCHS)

Dans la région de Zighout Youcef, les formations de flysch occupent des superficiesimportantes. Elles sont fortement tectonisées et s’enracinent de part et d’autre de la limite entre lachaîne calcaire au nord et le bassin néogène au sud (Fig.19). On y distingue les trois types deformations qui sont connus dans le nord est algérien : le flysch maurétanien, le flysch massylien etle flysch numidien.

I.3.3.1. Le flysch maurétanien et les formations apparentées

Selon J.F. Raoult (1974), le domaine maurétanien présente plusieurs séries avec des affinités,qui appartiennent au même domaine paléogéographique, ces séries sont plus analogues à la série quia servi à définir le flysch maurétanien (Gélard J.P. 1969).

Il se développe dans la partie nord est, à l’ouest d’El Harouch et au sud est de barrage deszerdezas où il présente une série assez complète au niveau du Douar de Ouled Hamza avec à labase des conglomérats et des calcaires microbréchique de Néocomien surmontés par des grèscalcareux d’âge barrémien. L’Albo-Aptien est gréseux, le Sénonien est argileux avec des bancs decalcaires sableux qui s’alternent régulièrement. Le Paléocène est formé de calcairesmicrobréchiques.

Cependant J.F. Raoult (1974) propose deux types de séries dites «apparentées au maurétnien»,il s’agit des séries de Ziane et de Kef Mezzouch. Ces formations se caractérisent surtout par desniveaux d’argiles et de grès quartzitiques d’âge albo-aptien et des argiles varicolores, verte etrouges de Sénonien, elles sont souvent charriées sur l’Oligo-Miocène kabyle.

I.3.3.2. Flysch de Ziane

Il affleure au nord et au nord-ouest d’Ain Bouziane, il présente de la base au sommet les facièssuivants:

Des argiles et argilites flammées de rouge avec de nombreux bancs de grès quartzitiques àgrain fin d’âge albo-aptien.

Le Cénomano-turonien est marneux avec des niveaux silicifiés et des minces horizons dephtanites.

L’ensemble sénonien, à un aspect caractéristique avec des argiles vivement coloréesparsemées de blocs calcaires de teinte claire.

Le Paléocène est marneux, il présente des niveaux de calcaires microbréchiques.

I.3.3.3. Flysch de Kef Mezzouch

La série de Kef Mezzouch est située au nord-ouest de notre terrain d’étude. Plus précisément àl’est de Beni Ouelban. C’est une série renversée qui chevauche le flysch massylien (la région deDjebel Abd El Hadi et Douar Sfardjela).

Au nord-ouest, ces formations se relient vers l’est à la série de Ziane, plus précisément auniveau de Koudiat Nahla et Djebel Halloufa. Le passage de la série de Kef Mezzouch à Ziane se

21

caractérise par une évolution progressive des niveaux albo-aptiens (diminution des épaisseurs desbancs gréseux). La série établie par J.F.Raoult se présente comme suit :

Des bancs de calcaires sableux de Néocomien. Une série de flysch d’âge albo-aptien, constituée d’argiles verdâtres flammées de rouge

sombre avec à la base par des argiles rouge alternées avec des bancs de grès quartzitiquessuivies par des grès en bancs métriques.

Des bancs de calcaires argileux sableux d’âge cénomanien. Une série d’argiles vertes flammées de rouge avec des bancs de calcaires sableux qui date le

Sénonien. Le Paléocène est calcaire, avec des microbrèches et quelques niveaux marneux.

I.3.3.4. Le Flysch Massylien

Le flysch massylien affleure largement au nord-ouest de la région d’étude. Dans lesecteur de Djebel Ayata jusqu’à douar Sfardjela en passant par Djebel Abd El Hadi .

Le flysch massylien (Fig.21) est strictement crétacé, il débute par un flysch typique,argilo-gréseux à bancs minces d’âge albo-aptien. On a ensuite un flysch atypique riche enmarnes et caractérisé par ses bancs de microbrèches calcaires tendres, il présente à sa baseun niveau repère à phtanites. Le matériel calcaire remanié dans le Crétacé supérieurmassylien a suffisamment d’affinités avec les séries ultra-telliennes, pour que tous cesdomaines aient été paléogéographiquement plus ou moins proches donc la partie du flyschmassylien se plaçant alors au nord du sillon tellien.

22

Fig. I.8. : Colonne stratigraphique et synthétique de la série des flyschs Massylien d’aprèsJ.F RAOULT

I.3.3.5. Le flysch numidien

Le flysch numidien affleure au sud de la région d’étude, où il constitue les hauteurs desmassifs gréseux de Djebel El Ouahch et Djebel Ras El Kalaa. Les affleurements les plus visiblessont ceux de Douar Khorfan, ils présentent de bas en haut les ensemble suivants (Raoult J.F., 1974):

23

Des argiles à horizons calcareux suivies par des argiles varicolores dites sous numidiennes,contenant des corps ferrugineux cylindriques (les Tubotomaculum). Elles contiennentparfois des bancs de grès quartziteux .

Les grès numidiens : il s’agit de grès massifs, en bancs métriques, pouvant dépasser ladizaine de mètres, souvent ils sont alternés avec des passées d’argiles gris vert. Blancjaunâtre en cassure, les grès ont une patine fauve, certains bancs montrent des figures debase de banc et parfois un granoclassement. Les niveaux à dragées de quartz sont présents etn’atteignent que rarement le centimètre.

Un ensemble supra-numidien constitué à la base par des grés numidiens fins surmontées pardes argiles à débit noduleux très finement micacées, suivies par des bancs de silexites avecparfois des lentilles de calcaire marneux finement micacé.

Fig. I.9. : Colonne stratigraphique et synthétique de la série Numidienne dudouar Khorfane

d’après J.F RAOULT, 1974

24

I.3.4. LES FORMATIONS DU DOMAINE EXTERNE

Le domaine tellien est caractérisé par des séries secondaires, souvent épaisses, à faciès profonds.

Tous les auteurs s’accordent quant à sa position et son étude a montré qu’il avait été débité en vastenappes. Paléogéographiquement du nord vers le sud on distingue les séries ultra-telliennes, lesséries telliennes stricto-sensu, et les séries péni-telliènnes.

I.3.4.1. L’ultra tellien

Il affleure au sud de Beni Ouelban, Djebel Bou Aded et Kef Toumiette, et à l’ouest de DjebelFartassa-Koudiet Bou Snib . Sous l’angle structural, les séries ont été débitées en multiples lames,écaillées, renversées et surmontée par les formations de flysch massylien.

Deux séries telliennes, tectoniquement superposées (unité de Ouelban et unité de Braham),affleurent dans la zone de Beni Ouelban (Raoult J.F., 1974) :

L’unité supérieure nommée série de Braham, visible au sud de Kef Sidi Dris, elle est renverséeet montre des termes du Néocomien au Maestrichtien. De bas en haut on y trouve :

Le Barrémien qui est riche en Ammonites pyriteuses, il est marneux alternant régulièrementavec des calcaires.

L’Albo-aptien présente des marno-calcaires avec des bancs de calcaires à fragments deBélemnites.

Du Vraconien au Sénomanien on a des marno-calcaires à Rotalipores. Le Turonien est calcaire lui aussi, le Sénonien est marquée par une alternance de marnes et

de nombreux bancs de calcaires. La série se termine par des marnes noires maestrichtiennes.A l’inverse de la série précédente, la série d’Ouelbane contient des boules jaunes qui

caractérisent les marnes noires lutétiennes. Cette série montre des microbrèches, des conglomératset des galets ou blocs pouvant atteindre plusieurs m3.

Elle apparait principalement à l’ouest de Beni Ouelban avec des niveaux allant du Crétacésupérieur jusqu’à l’Éocène moyen.

Le Sénonien supérieur est marqué par un matériel remanié composé surtout de calcaires duJurassique et de Crétacé inférieur, à faciès plus ou moins néritiques. Le Maestrichtien estconglomératique, avec des microbrèches et des galets et des horizons de marnes et de calcaires, leDanien est marno-calcaire, le Paléocène est marneux, l’Yprésien est marqué par des bancs decalcaires qui peuvent atteindre les 100m. Le Lutétien est constitué par des argiles et des marnesnoires à boules calcaires jaunes.

25

I.3.5. LES SERIES POSTERIEURES AU LUTETIEN

Les séries post-lutétiennes présentent des dépôts syntectoniques et détritiques, dus auxdifférentes phases tectoniques qui ont bouleversé la paléogéographie à partir de Lutétien supérieur.

Dans notre secteur d’étude, les formations dites post-lutétiennes sont représentées par leNummulitique II et l'Oligo - Miocène Kabyle. Ces deux ensembles ont des faciès voisins, souventindifférenciables, et affleurent sur une grande surface, en occupant une bonne partie de la carte deZigout Youcef .

I.3.5.1. L’Oligo - Miocène Kabyle

L’Oligo-Miocène kabyle désigne l’ensemble des formations détritiques discordantes sur lesocle et la dorsale kabyle et datées dés leur base de l’Oligocène terminal ou de l’Aquitanieninférieur. Il est connu surtout par ses silexites typiques, et comporte essentiellement desconglomérats et des grès micacés à nombreux débris de phyllades. La figure 29 montre une sérielithostratigraphique qui se trouve dans le col de bissy au nord est de la région d’étude, elle présentede bas en haut les ensembles suivants :

Oligocène terminal se constitue par des brèches et poudingues en bancs irréguliers,surmontés par des grès micacés et des conglomérats fins à débris de phyllades.

L’Aquitanien inférieur se débute par une alternance de grés micacés de conglomérats et depélites avec des niveaux de silexites qui peuvent atteindre les 10 m, suivi par un ensembled’argiles et de pélites avec des niveaux de brèche (remaniement de nombreux blocs de grèsquartzitiques et de calcaires).

I.3.5.2. Le Nummulitique II

Le terme Nummulitique II désigne les dépôts succédant à la phase fini-lutétienne (pyrénéenne),ils débutent dans le Lutétien supérieur et atteignent l’Oligocène supérieur.

Il représente une partie des séries gréso-micacées (Oligocène grèso-micacé) qui couvrent lesdiverses unités, antérieurement tectonisées (la dorsale kabyle et le flysch maurétanien).

Les formations du Nummulitique II sont de type molassique, elles se distinguent de celles duNummulitique I car elles sont sableuses, riches en micas détritiques et en débris de socle. La figuren°30 présente la série inférieure de Nummulitique II (Lutétien terminal-Priabonien inférieur), ausud de Djebel Tengout (à l’est de la région d’étude) elle est caractérisée par des grès fins micacés,en minces bancs brunâtres (grès micacés tabac) intercalés avec des argiles et des marnes sableuses,avec des débris de quartz et de micas.

La série supérieure (Priabonien inférieur-Oligocène) est jaunâtre, comportant des marnessableuses et micacées séparés par des bancs compacts de grès calcareux et micacés ou des calcairesmicro-bréchique (Fig.27) sableux et micacés. De nombreux bancs montrent des granoclasements,des stratifications obliques et des figures de base (figures de courant).

26

I.3.5.3. Les formations post-nappes (le Miocène continental)

Au Miocène inférieur, une dépression s’est formée au sud de la chaîne numidique oùs’accumulaient de puissants dépôts continentaux, avec, à la base des conglomérats du Miocènemoyen-supérieur, au sommet, on a une série argileuse et évaporitiques du Miocène supérieurs,surmontée de Pliocène continental discordant.

Les formations post-nappes, représentées par le Miocène continental, sont bien développées au sudde la région d’étude, elles forment l'essentiel du bassin de Zighout Youcef.

Les dépôts sont très tectonisés et discordants sur toutes les séries antérieures. Ils sont affectéspar des failles et de nombreux plis, à flancs déversés vers le nord ou vers le sud (Raoult J.F., 1974).Ils comportent de bas en haut les ensembles suivants :

Le premier terme débute par un ensemble conglomératique de base avec de gros blocsenrobés d’argiles et de sables, au dessus vient une succession irrégulière d’argiles, de sables,de gravies et de conglomérats mal cimentés.

le terme médian est caractérisé par des alternances irrégulières d’argiles sableuses avec despassées de grès et de calcaires lacustres ou travertineux.

Le terme supérieur se compose essentiellement d’argiles, avec des niveaux rouges riches engypse avec des intercalations de calcaires sableux ou travertineux (ces calcaires prennent ungrand développement dans Djebel Teffaha), avec des sables, des grés et des conglomérats.Les horizons d’argiles gypseuses sont très puissants, ils peuvent atteindre les 500 m.

I.3.5.4. Les formations quaternaires

Sur la feuille de Zighout Youcef le Quaternaire est représenté dans la majorité des cas par desalluvions anciennes des oueds, des terrasses, des éboulis, colluvions et coulées boueuses anciennes.

Les alluvions récentes des oueds correspondent à des limons, des graviers et des galetsroulés. Tandis que Les alluvions anciennes se composent de cailloux roulés, limons etgraviers parfois encroûtés provenant d'anciennes terrasses.

Les Eboulis et les dépôts de pentes : se sont surtout développés en bordure des reliefsnumidiens et des massifs calcaires de la chaîne numidique centrale.

27

DEUXIEME PARTIE

PHOTO GEOLOGIE ETDEFORMATIONS MORPHO

TECTONIQUES

28

II.1. PHOTO GEOLOGIE

Depuis 1953 la photographie aérienne (en Algérie) est utilisée régulièrement pour la résolution des

problèmes géologiques et géotechniques.

En effet, L’expérience pétrolière au Sahara a démontré qu’en quelques mois ,des surfaces

considérables avaient été couvertes, la photo interprétation est de 6 à 10 fois plus rapide que les

méthodes de terrain ; elle ne se propose pas de les supplanter mais de les orienter.

Les qualités essentielles de cette méthode sont: Rapidité, précision, économie et vision de synthèse.

Par ailleurs, la photo interprétation permet d’avoir un excellent aperçu morphologique et structural

des régions à étudier.

II.1.1. Documents utilisés

Pour la réalisation de ce travail, on a utilisé les documents suivants :

Les photographies aériennes :

Boite N° 52, Mission 1972. Echelle 1/20.000 : Photos 07 à 09

: Photos 11 à 15

: Photos 17 à 23

: Photos 29 à 31

: Photos 31 à 35

: Photos 36 à 39

: Photos 43 à 49

: Photos 51 à 53

: Photos 57 à 64

: Photos 65 à 77

29

Cartes topographiques :

Feuille de Smendou 1/50 000

Cartes géologiques :

Carte géologique de Smendou 1/50 000

II.1.2. Méthodologie

Les photographies aériennes ayant servi à cette étude ont été exploitées systématiquement de la

manière suivante :

Sur un cliché de 02 photos se superpose un carré de papier calque, avec le stéréoscope à miroirs, on

trace sur le papier calque une gamme de signes conventionnels, ou on a d’un coté les éléments

morphologiques :

Oueds, ravins, rivières

Glacis, coulées et paléo coulées.

Terrasses et replats.

Eboulis et éboulements.

Escarpement.

Chevrons.

Et de l’autre coté les éléments géologiques et structuraux.

Pendages.

Escarpements de failles.

Limites des couches géologiques.

Failles, fractures et diaclases.

Lorsque la série des photos aériennes déchiffrées est achevée on procède à l’opération de report-

synthèse.

Cette opération consiste à transférer l’information géologique et morphologique portée sur les

carrées de calque, sur un transparent superposé à la carte topographique correspondante

Les caractères fondamentaux utilisés:

Les caractères qu’on a utilisés dans notre travail sont en effet assez connus. Ils appartiennent

essentiellement à trois groupes :

Caractères morphologiques (formes du relief, réseau hydrographique).

30

Teinte (photo ton)

Végétation

Pour ce qui est du traitement statistique des fractures, il s’agit d’une caractérisation de l’accident par

sa position dans un plan (x,y), par son angle avec le nord et par sa longueur (L).

Ces linéaments sont triés par angle croissant de 0-180°. Le fichier étant divisé en classe de 10°, pour

chaque classe on compte le nombre d’accidents et on calcule les longueurs cumulées de tous les

accidents de la classe.

On aboutira donc à des représentations en histogramme et en rosace de fréquences et de longueurs

cumulées.

II.1.3. Analyse et résultats

II.1.3.1. L’analyse morphologique

Les formes du relief de l’aire d’étude sont assez variées, elles résultent de plusieurs facteurs

d’érosion,(érosion différentielle, action géodynamique, facteur climatique). Chacun de ces facteurs

conduisent à la création d’une forme caractéristique dans un contexte géologique déterminé.

Par ailleurs, dans la région d’étude les formes des différents réseaux hydrographiques constituent un

caractère important dans le démembrement et le façonnement du relief.

Ces formes reflètent en fait l’interaction de plusieurs paramètres qui dessinent leurs architectures

actuelles et conditionnent leurs allures futures. Ces paramètres sont : Héritage structural, nature du

substratum, structure géologique, lithologie, réseau hydrographique, topographie, climat et néo

activité.

L’histoire géologique mouvementée, la forte complexité de la tectonique récente et actuelle de

cette région couplée à la nature terrigène des formations en place, favorisent l’altération et l’érosion.

Les mouvements de terrain

Les désordres et mouvements de terrain sont fréquents et très répandus dans toute la région et

semblent être cadrés par le réseau dense des fractures ; on y trouve :

de grandes paléo coulées à blocs (pluri kilométriques)

des glissements rotationnels

de la solifluxion

31

Les replats

Les replats sont fréquents dans la région. Ils constituent souvent de bon indicateurs sur des paléo

mouvements de terrain (replats de glissements).

Parfois, cependant, ils sont en relation avec des structures tectoniques telles que les failles listriques

et donnent des replats structuraux.

Dans les deux cas, les replats représentent des indicateurs d’instabilité potentielle et de zones de

faiblesses.

Solifluxions

Ces mouvements lent qui affectent une grande partie de la région d’étude se trouvent généralement

en amont des méga coulées boueuses, se sont de bon indices de réactivatio des mouvements.

Coulées boueuses

L’influence de plusieurs facteurs : relief, caractéristiques intrinsèques (degrés de saturation, la

plasticité….), a donné naissance à de méga structures qui bouges épisodiquement, on peut le

constater au sud ouest de la région dans la forêt de Beni Mdjaled, ou on a une structure en forme

d’éventail large de presque 9 Km, et qui avance vers le nord.

Ces méga structures morphologiques sont toutes encadrées par un réseau de fractures, souvent

actives(nettes dans le paysage par leurs allures parfaitement rectilignes et les surcreusements

important qu’ils engendrent).

II.1.3.1. L’analyse structurale

A partir de la cartographie morpho structurale (Fig.II.1.3.1 et Fig.II.1.3.2), nous avons relevé 1 040

linéaments et des longueurs cumulées de l’ordre 691,540 Km, pour une superficie d’environs

645Km2 ; cela nous donne une densité de 1,07m par mètre carré.

Cette densité reflète le grand degré de fracturation de cette région.

Pour une meilleure lecture nous avons élaboré des rosaces (fréquence) (Fig.II.1.3.3) ainsi que des

histogrammes(fréquence et longueurs cumulés) (Fig. Fig.II.1.3.4, Fig. Fig.II.1.3.5), montrant des

32

1 km

33

1 km

1

maximas qui représentent les classes prédominantes ; six familles de directions significatives sont

misent en évidence. Ce sont par ordre d’importance :

la famille N-S

la famille NE-SO

la famille E-O

la famille NO- SE)

la famille NNO-SSE

Fig.II.1.3.3 des fréquences des rosaces

34

2

0123456789

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Féqu

ence

en

%

Angles (x10°)

Fig.II.1.3.4Distribution des fréquences des fractures la région d'étude

012345678910

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Fréq

uenc

es (e

n%)

Angles (x10°)

Fig.II.1.3.5Histogramme des longueurs cumulées des fractures de

la région d'étude (%)

35

3

La rosace des fréquences est les histogrammes des fréquences et des longueurs cumulées en mis en

évidence cinq familles de lignaments est qui sont :

La famille N-S

Elle apparait au niveau de oued Bouadjeb, quant il vire pour se jeté au niveau de oued SafSaf .

On la trouve en allure en parallèle au niveau de oued Rararef , elle a une allure en échelon au niveau

de oued Smendou quant il longe le coté Estde Dj Agueb et Dj Nadour, cette même allure elle est

apparente au nord de la région au niveau de oued Nssa, oued Sdira, oued Refref, et l’Est a

Chaabat Essaïd.

La famille NE-SO

C’est la famille qui a le plus de longueur cumulée de la région (60,8 Km), aussi elle englobe le

lignament le plus long qu’on a pu détecter 3,6 Km

On remarque son influence sur trois cours d’eau très importants ;

Oued Smendou au sud Est de la région

Oued Nssa au nord de la région

Oued Bou Adjeb au centre de la région

Cette famille a globalement une allure en relais.

La famille E – O

Elle a donnée une direction préférentielle (E-O) a quelques structure tel que Dj Djazia et Dj

Sessnou.

Elle existe a oued Sbikra a l’extrême Est de la région.

Des fois on la trouve sous deux allures différentes exemple a oued Ben brahim, a petite échelle elle

est en allure coulissante, en moyenne échelle elle est en allure en échelon.

La famille NO-SE

Globalement elle a une allure en échelon, elle est très apparente a oued Boukara, elle affecte oeud

Smendou a son extrémité Est.

36

4

La famille SSE-NNO

Quand oued Smendou prend sa source au niveau de Dj El Ouahch, il a une direction SSE – NNO,

cette même famille on remarque son empreinte sur oud SafSaf.

Son allure est échelons chose qui se voi bien au niveau de chaabat Bernout au nord de ouled

Bababa

Ces méga structures morphologiques n’échappe pas au caprice de la tectonique du quaternaire, qui

les sectionnes sous formes de cours d’eau étroit rectiligne et sur creusé.

II.2. L’ANALYSE STRUCTURAL DU RELIEF

II.2.1. Les principaux éléments du relief structural

La région d'étude fait partie intégrante du Tell Constantinois et se constitue des unités

morpho structurales suivantes:

Les massifs montagneux de la chaîne numidique au nord :

comprenant les morpho structures de Bit El Djazia , Kantour , Drâa Yehudi ,

Cherraga, Sesnou et Mekla ; formant une barrière morpho géologique remarquable.

Cette dernière est jalonnée par des calcaires liasiques, nummulitiques, des

poudingues et des grès néogènes.

Les affleurements sont disloqués et sont parfois réduits à de simples lambeaux. Ceci

dénote de l'importance des mouvements tectoniques atlasiques et alpins qu'elle a

subis.

Les Kefs Toumiets vers le Nord forment une zone de contact tectonique majeure.

Les collines de Condé Smendou et des Zardézas:

Là, la topographie devient irrégulière. Elle se caractérise par des bombements coupés

fréquemment par des thalwegs et interfluves.

Le bassin de Condé Smendou comporte quelques reliefs de calcaire isolés, qui ont

été charriés vers le Sud durant la phase alpine. C'est un bassin d'effondrement,

prolongeant celui de Constantine, qui a du fonctionner comme un piège à sédiments

depuis le Miocène moyen jusqu’au début du Quaternaire. Ce bassin est constitué à la

37

5

base par de la molasse et d'une épaisse série de grès, suivie par des formations

détritiques continentales dans l'ordre suivant: argiles à gypse, conglomérats, tufs et

calcaires lacustres.

la dépression d’Oued Ença :

Cette dépression constitue une vallée que nous pensons structurale (ce que nous

nous attèlerons à démontrer dans ce projet de magister) ; présentant une forme d’un

bassin de réception. Elle est creusée essentiellement dans les argiles des flyschs.

Pour ce qui est du cadre structural, le grand degré de déformation, caractérisant cette région

résulte d’une grande activité néotectonique qu’a connue la région durant la fin du Pliocène et

pendant tout le Quaternaire. Cette forte activité a vu la réactivation d’anciens accidents et

l’apparition de morpho-structures dont le matériel provient en grande partie du démantèlement du

relief structural, aidé en cela par un paléo-climat fort variable. Par ailleurs, les mouvements de

masse occupent d’importantes surfaces dans ce secteur.

Un réseau de failles semble généralement dans la plupart des situations contrôler l’ensemble

de ces mouvements de masses.

II.2.2. Les principaux traits de la tectonique

La région a été affectée par divers phases plus ou moins importante et que l’on dénombre si

dessous :

Les mouvements téctoniques précoces du Jurassique, du Crétacé, du Paléocène est qui sont visible

que localement

Une phase fini-oligocène allant de l’Oligocène terminal-Aquitanien inférieur elle est responsable

des mouvements tangentielles.

Une phase fini Oligocène allant de l’Oligocène terminal –Aquitanien inférieur responsable des

chevauchements

Des mouvements tardives, néotectonique qui se traduit par des plis et des failles de directions E-O,

elle est indépendante des phases tangentielles, aussi ils ont découpés l’empilement des nappes, et

ont participé a la formation d’axes orographiques.

Deux méga structures conditionnent en grande partie l’évolution de cette région :

L’accident d’El Kantour38

6

L’accident Kef Hahouner –Djebel Débar

L’accident d’El Kantour

Cet accident orienté NE-SW passe par la zone d’El Kentour. Il serait vertical ou à pendage fort, de

part et d’autre les nappes ne présentent pas le même aspect.

Ainsi, cet accident a eu un rôle notable et a séparé deux zones ayant subi des évolutions tectoniques

différentes. Il parait se poursuivre loin vers le SSW et passerait entre les monts du Hodna et le

Belezma, à 120 Km d’El Kantour.

Cet accident traduirait des déplacements postérieurs aux grands charriages

L’accident Kef Hahouner –Djebel Débar

De direction E-W, partant de la région de Bouchegouf et allant jusque dans la région de Djebel

M’cid Aicha au NW de Constantine, cet accident parcourt une centaine de Km.

Cet axe majeur a du jouer en distension pendant tout le Miocène. En effet, on trouve tout au long de

cet accident des roches volcaniques ou des sources thermales. De plus au contact de cet accident les

dépôts mio-pliocènes sont redressés. Cet axe a donc rejoué très tardivement.

La zone d’El Kantour-col des oliviers correspond en fait à un nœud tectonique ou interfèrent :

charriages et accidents régionaux rejouant tardivement.

Fig.II.2.1: cadre magmatique du Nord-Est Algérien et la position de quelques failles majeures.D’après Durand Delga (1978), complétée d’après M.T Bouarroudj (1986)

39

7

II.2.3. Etude de Cas

(Cas du portail sud du Tunnel T4)- Travail réalisé par Pr BENABBAS C et ZERDOUDI S

Dans le secteur du PK 228+800 des désordres sont apparus sur le versant ouest suite à des travaux

d’excavation réalisés par le consortium COJAAL dans le cadre de la construction de l’autoroute est

ouest. Ces désordres ont entraîné l’apparition d’instabilités sur ce versant.

Historique (source COJAAL).

L’excavation pour la réalisation de l’OH 10 a démarré en Mai 2008 ; le 05 Juin2008, apparition de

fissures et désordres sur le versant, se trouvant coté Route nationale (avec effondrement partiel sur

le talus au niveau de la tête avale de l’OH.

La fissure s’aligne le long de la stratification synclinale (entre des couches de natures différentes).

Apparition de fissures en surface se prolongeant vers l’amont (vers les habitations).

Les travaux ont été stoppés et une butée a été réalisée le jour même dans le but de freiner le

mouvement en attendant les résultats des investigations.

Caractérisation du glissement :

Afin de mieux comprendre le déclanchement de l’instabilité, une compagne d’investigation a été

initiée (pose de piquets de surveillance au nombre de 08(dés le 06 Juin), mise en place d’un

inclinomètre dont la prise de mesure a débuté dés le 14 Juin…)

Ces investigations préliminaires ont permis de détecter un glissement situé à – 9,5m.

Dimension du glissement :

Largeur : 80m, Longueur de la pente : 120m, Profondeur : 9.5m

Suite à cela il a été noté une accalmie relative jusqu’ à début mars 2009, avec l’apparition de

nouvelles fissures sur le versant et aussi sur la RN.

Suite a cela il a été décidé l’implantation d’un nouveau inclinomètre (au mois d’août) dans le cadre

d’investigations additionnelles ainsi qu’un piézomètre (au mois d’octobre) et d’ajouter d’autres

piquets de surveillance (au nombre de 06).

Les responsables de COJAAL (camp 05) ont demandé les appréciations de Prof BENABBAS sur

cette situation.

40

8

Une série de sorties ont eu lieu sur le site les Mars- Avril 2012(du PK 228+400 au PK 229+000).

Les principales remarques et éléments de réflexions de Pr BENABBAS C sont les suivants :

COJAAL a stoppé les travaux dés l’apparition de désordres et décidé la réalisation d’une

butée pour freiner les mouvements.

COJAAL a aussitôt engagé des investigations géotechniques pour mieux cerner et

comprendre ces mouvements de masse (ces investigations ont nécessité l’implantation d’un

piézomètre et d’inclinomètres afin de situer, de comprendre et de suivre l’évolution des

mouvements).

Il ressort des documents fournis par COJAAL (lecture et suivi des inclinomètres, piézomètre

et piquets de surveillance), que les mesures de confortements ont donné de bons résultats et

sont arrivées à freiner les mouvements de masse. Cependant et suite aux chutes de pluies et

de neiges (exceptionnelles cette année), il a été remarqué de légères réactivations des

mouvements de masse.

Nous pensons que les mesures prises par COJAAL sont des mesures ordinaires et

appropriées en pareil cas.

Le site est cependant localisé dans une région à géologie fort complexe, c’est la zone

tampon entre les domaines internes (nord) et externes (sud) ; cette zone est une frontière

paléogéographique qui a été active depuis au moins le mésozoïque. Cette nature complexe et

active, expliquerait les nombreux problèmes géologiques rencontrés dans la construction de

T4 (situé au nord immédiat de ce secteur).

La géologie locale est prédominée par la présence de formations géologiques sédimentaires

continentales d’âge néogène (argiles, marnes argileuses, marnes gréseuses, grés et

sables…..); ce sont des formations variées, déformées et non continues dans l’espace (on

relève de nombreux changements latéraux de faciès). Les déformations de ces

formations plicatives ou cassantes sont difficilement repérables sur terrain, à cause de

la nature essentiellement détritique des formations géologiques et du couvert végétal.

Ce sont les travaux qui ont permis la mise en évidence de la structure en synclinal, ou est situé leplan de glissement (Fig.II.3.13).

Ces formations continentales font partie de ce qui est convenu d’appeler « le bassin

néogène de Mila-Constantine, bassin mal connu et rarement étudié.

41

9

Par ailleurs, la cartographie géologique et le relevé des zones instables (150m de part et

d’autre du tracé) réalisés par l’équipe du Dr Benabbas en 2007, mentionnaient déjà des

révélateurs directs ou indirects de présence de désordres ou de glissements actifs dans ce

secteur fort complexe (FigII.3.01).

En outre, on remarque sur les photographies aériennes de 1972-73 (déjà) des signes

d’instabilités claires sur les versants Est et Ouest (FigII.3.02 ). En fait, toute la partie amont

du micro bassin présente un versant irrégulier avec des éléments de fragilités et d’instabilité.

Pour ce qui est des travaux :

Il est clair que les travaux de terrassement ont causé une accélération des mouvements

gravitaires(Fig.II.3.03).

Il est clair aussi que certains travaux n’ont pas été bien réalisés. En effet, l’un des puits de

reconnaissance n’a pas été comblé totalement jusqu'à aujourd’hui (Fig.II.3.12).

Les mesures d’étude et de suivi ont été menées de manière professionnelle.

Cependant, nous tenons à attirer l’attention sur un ensemble d’éléments que nous pensons

importants pour la stabilité du versant:

En effet et afin de mieux cerner la problématique, nous avons décidé d’élargir notre

champ d’investigation jusqu'à la ligne de partage des eaux (le haut du versant). Nous

pensons que cette partie a été sous évaluée pour ne pas dire omise dans l’évaluation

géologique et géotechnique (probablement à cause de son éloignement du tracé),

et pourtant nous pensons qu’elle pourrait fournir de précieuses informations pour la

compréhension du phénomène.

Le facteur « Eau » est l’un des éléments à prendre en considération non pas au

niveau du secteur d’étude (travail déjà pris en charge par COJAAL), mais sur tout le

micro bassin (en amont).

D’ailleurs, le suivi et relevé piézométrique et inclinométrique ont montré une

relation étroite entre pluviométrie et accélération de l’instabilité.

Le meilleur argument de ce que nous avançons est l’exemple de ce qui se passe en

amont et en aval du tracé du chemin de fer. Nous avons relevé la convergence de

nombreux ravins et ravines (parfois sur creusés) ce qui a entraîné la stagnation de

42

10

grandes quantités d’eau non drainées a cause de l’absence d’ouvrages de drainage

(fiable) (Fig.II.3.05,06,07,08 et 09).

Cette situation et dans le contexte complexe et instable de ce versant va amplifier (à

notre humble avis) et accélérer les désordres.

Par ailleurs, nous avons relevé des déformations de rails et les nombreux restes et

ferrailles qui jonchent le site témoignent de changements fréquents de segments

entiers de rails (Fig. II.3. 05,06,07,08 et 09). Probablement suite à des glissements

antérieurs ; ce qui confirme les remarques faites ci-dessus et sur les photographies

aériennes.

En conclusion, nous pensons que la stabilité de tout le versant concerne aussi et de

prés les services de chemins de fer et ceux des travaux publics (DTP de

Constantine) ; car les travaux de COJAAL pour le confortement du versant ne

suffiront pas à long terme en l’absence de travaux et de mesures de protection pour

les ouvrages et infrastructures (chemin de fer et RN 03) se trouvant en amont et en

dehors du rayon d’action de COJAAL. (Fig.II.3. 04,10 et 11).

43

11

Fig.II.3.1

Localisation du tracé de l’autoroute dans la zone d’étude avec la cartographie des zones instables

44

12

Fig.II.3.2

Localisation du cas d’étude (versant instable – sortie Tunnel T4)

Fig.II.3.3

Eléments de fragilités et d’instabilité solifluxion et indicateurs de paléomouvements

45

13

Fig.II.3.4

Affaissement de la RN3 zone saturée en eau

Fig.II.3.5

Changement fréquent de traverses et de segments de rails entiers,

suite à des glissements antérieur

46

14

Fig.II.3.6

Le remblai du chemin de fer constitue une barrière

pour la circulation des eaux de ruissellements

Fig.II.3.7

Présence de zone de stagnation des eaux ;

zone saturée non drainée en amont du glissement.

47

15

Fig.II.3.8 et 9

Déformation de la ligne de chemin de fer reliant

la wilaya de Constantine à la wilaya de Skikda

48

16

Fig.II.3.10

Absence de travaux d’entretien et mesure de protection pour les ouvrages

qui protègent la pérennité des infrastructures

Fig.II.3.11

Fissures et affaissements au niveau de la RN3 suite aux désordres

dans l’évacuation des eaux de ruissellement

49

17

Fig.II.3.12

Impacts des travaux non achevés : un puits de reconnaissance d’une société

qui n’a pas été comblé après son excavation, il se transforme

en zone de stagnation des eaux

Fig.II.3.13

Synforme probablement synclinal coffré au niveau des formations plio quaternaires

continentales avec une zone de décollement (zone active avec déformations jeunes)

50

18

TROISIEME PARTIE

ANALYSE DE LA QUALITE ETNATURE DES MATERIAUX ET

ROCHES

51

19

Dans cette partie du mémoire nous nous proposons de traiter la qualité des matériaux et roches du

segment ou tronçon le plus difficile de l’autoroute, celui du tunnel T4 (au sud et au nord de Djebel

Kentour), de la manière suivante :

En premier, nous allons donner un aperçu sur les différents faciès rencontrés dans ce secteur.

En second lieu, nous allons essayer de faire une corrélation et une caractérisation en nous

appuyons aux sondages carottés réalisés lors de la mise à niveaux de l’APD, cette étape

comporte en fait, les descriptions des sous-traitants de COJAAL ainsi que nos observations

et commentaires.

Et finalement nous allons aborder la partie Rayons X.

III.1. HISTORIQUE

A cause de l’inaccessibilité du Col du Contour lors des grandes vagues de froids, pente et virages

gênants pour les utilisateurs), le maitre d’ouvrage responsable de la construction des autoroutes, a

opté pour l’édification d’un tunnel afin d’éliminé tout les risques de la RN3 et surtout au niveau du

Col du Contour

Une toute première étude APS (avant projet sommaire) a été effectuée entre Octobre et Novembre

2001, comme phase d’identification des conditions géologiques et des contraintes géotechnique.

En Février 2004 une APD (avant projet détaillé), à été attribuée au LTPEst sous couvert du bureau

d’étude Dar El Handassa, ces travaux sont constitués de sondages carottés, sondages

pressiométriques, et des puits d’investigation à la tarière, ainsi que des essais d’identifications au

laboratoire.

Dans la phase finale et dans le cadre d’exécution du lot est de l’autoroute Est-Ouest, une mise à

niveau de l’APD a été réalisée avec la proposition du nouveau tracé de T4(un tunnel qui traversera

le Col du contour sur 2,5 Km).

52

20

Fig.III.1 Situation du tunnel T4 sur la carte géologique 1/50000 du Smendou

Etabli par M.L.Joleaud 1906-190753

21

Contexte géologique

Selon la carte M.L Joleaud le tunnel T4 traverse les formations géologiques suivantes :

ma1 : Argile et grès du smendou

mc : grès et sable du Bizot

ea3 : Argile et grès du col des Oliviers

l13 : Calcaires liasiques

54

22

III.2. PRINCIPAUX FACIES

La zone de Dj Kantour couvre le tronçon le plus complexe de l’Autoroute. En effet, le tracé traverse

des terrains variés et fort complexes sur le plan géologique et géomorphologique.

Dj Kantour, qui se prolonge suivant une direction E-W est un massif intéressant par sa position, sa

direction et son histoire géologique (mise en place et évolution). D’après J.F.Raoult, ce massif est

constitué de conglomérats néogènes d’origine continentale (Fig.III.2.), ce que confirme la

cartographie (BENABBAS C 2007).

Fig.III.1 Formations conglomératiques néogènes de DjebelKantour.

55

23

En plus des conglomérats on relève la présence d’affleurements de niveaux centimétriques

de grés carbonatés riches en fossiles intercalés dans une masse argileuse (Versant sud du massif),

ces niveaux sont apparentés au terme médian du Miocène continental du bassin de Constantine. Le

versant nord ne présente que des conglomérats, l’érosion de ces derniers favorise la mise en place

d’un matériel constitué de limons sableux et de blocs hétérogènes, favorisant ainsi la mise en place

de mouvements de terrains.

A partir de la route nationale 03 (versant Nord de Djebel Kantour) jusqu’à la plaine de Oued

Safsaf (PK43+100), on note l’apparition des formations de type flysch.

Ce sont en fait des marnes jaunes verdâtres avec des niveaux centimétriques de pélites

gréseuses légèrement carbonatées, et des argiles varicolores ; JF Raoult associe ces formations au

flysch Maurétanien de type Ziane (Turonien- Sénonien) (Fig.III.3).

Fig.III. 02

Formations conglomératiques néogènes de Djebel Kantour.

56

24

Un changement brutal de faciès est remarqué au niveau du PK 32+080 ou on passe des

argiles et des marnes à des formations gréseuses (grès silicifié brun jaune et rosâtre très fracturé

parfois bréchifié) qui ressemblent beaucoup au flysch de la série de Mezzouch.

Ces grès reposent sur des grands affleurements de calcaires cristallins gris claires à cassure

blanchâtre, très fracturés. Ces calcaires forment la dorsale kabyle médiane. Entre ces deux

formations, et dans un endroit très localisé, on a détecté un niveau de conglomérats (à éléments

Quartzitiques dont la taille est comprise entre 3 et 5mm.

Les calcaires affleurent de façon discontinue (quelques affleurements isolés) entre

lesquelles s’injectent des argiles versicolores et des fragments de phyllades du Permo-Trias. Ces

injections de permotriasiques se font à la faveur d’accidents tectoniques.

Fig.III.3

Figures sédimentaires et coraux au niveau de flysch de Ziane.

57

25

Les calcaires s’arrêtent au niveau de Dj. AYATA suivant une direction E-W à la faveur d’un

grand accident qui limite aussi un matériel colluvionnaire sur une pente qui dépasse les 45°

présentant une instabilité potentielle (Fig.III.4.). Entre ces colluvions, des petits affleurements isolés

de phyllades brèchifiés sont alignés suivant une direction E-W (Fig.III.5).

Fig.III.04

l’accident E-W de Djebel Ayata.

58

26

Kef Toumiette

Escarpement de ligne de faille E-W

Fig.III.5

Escarpement de ligne de faille limitant le versant Nord des

Toumiette Sud.

59

27

III.3. CORRELATION DES LOGS DE SONDAGES.

La lithologie des formations de la région d’étude est caractérisée par la prédominance desformations marneuses, argileuses et schisteuses.

Les données géologiques existant ne permettent pas de donner une description complète de lanature lithologique en surface, nos investigations sur terrain nous permettent de reconnaitreles formations géologiques présenté sous la forme de logs ci-dessous, pour une meilleurelecture se référencer à l’annexe n°1

60

61

62

1

III.4. ANALYSES AUX RAYONS X

Dans l’objectif d’une meilleure caractérisation des matériaux et roches constituant l’assise du

tunnel T4, nous avons opté pour une analyse par DRX (Diffraction des Rayons X).

En effet, l’interprétation lacunaire des sondages carottés, effectué par les sociétés

d’investigation, la qualité médiocre des matériaux et roches à cause du grand degré de

déformation ainsi que l’absence d’une faune indicatrice de l’âge des différents niveaux litho

stratigraphiques ne nous ont pas permis d’avoir une bonne caractérisation des différentes

formations traversées par le tunnel.

L’analyse par DRX est une technique d’analyse non destructive de la matière. Elle permet

d’identifier des structures connues ou nouvelles. Elle permet, entre autres, la détermination

des phases présentes dans un matériau, des paramètres de maille, des tailles de grains, des

contraintes résiduelles et des distributions d’orientations.

Dans le cas de notre étude, cette technique nous a permis d’avoir une analyse quantitative

complète sur la constitution de nos échantillons, voire la compréhension de leurs origines.

Nous avons retenu un prélèvement de sept (07) échantillons : les deux premiers ont été

prélevés au niveau du portail sud du tunnel, les trois suivants au niveau de la partie centrale

et enfin les deux derniers au-delà du portail nord .

III.1. CARACTERISATION PAR DIFFRACTION X

III.1.1. Historique

Découverts par W.C Rontgen en 1895, les rayons X (RX) sont des ondes électromagnétiques,

qui se trouvent dans un large domaine de radiations (Fig.III.1), leurs longueurs d’onde

varient de 0,2 à 50 nm. Elles sont émises par le bombardement d’une surface d’un solide par

des électrons « faisceaux d’électrons accélérés » sous une tension qui varie entre 103 et

106volts.

63

2

C’est à partir de 1912 que les techniques de diffraction des rayons X ont pris leur essor

quand Max Van Laüe et ses collaborateurs ont réussi à obtenir le premier diagramme de

diffraction des RX par un cristal, confirmant ainsi la structure périodique des milieux

cristallisés. La technique a évolué ensuite très rapidement et les premières structures

cristallines simples ont été déterminées dès 1913 par W.H et W.L Bragg.

Le développement des méthodes de production et de mesure des RX ainsi que l’utilisation de

l’informatique ont permis depuis, des progrès considérables.

III.1.2. Principe

La diffraction des RX est une technique d’analyse de la matière dont le principe d’analyse est

basé sur leur interaction avec la matière a analysée.

La méthode consiste à bombarder l’échantillon avec des RX et à mesurer l’intensité diffractée

par les familles des plans atomiques qui constituent l’échantillon.

Elle dépend donc de la structure cristallographique du matériau analysé. Le faisceau diffracté

résulte des interférences des ondes diffusées par chaque atome. La direction du faisceau

diffracté est donnée par la loi de BRAGG.

III.1.3. La loi de Bragg

Un cristal correspond du point de vue cristallographique à la répétition périodique

tridimensionnelle d'éléments (atomes ou molécules), appelés nœuds.

La figure III.4.2 représente une coupe de plans réticulaires (hkl) espacés d'une

distance dhkl. L'angle θ (l’angle de Bragg) détermine l'incidence d'un faisceau

Fig.III.4.2 : Différents domaines des rayonnements

64

3

parallèle de rayons X sur ces plans réticulaires (hkl). Les rayons X interfèrent de

manière constructive lorsque la différence de marche est égale à un nombre entier n

de la longueur d'onde λ. C'est la loi de Bragg :

2d sin θ = nλ

Où :

- λ est la longueur d’onde des rayons X

- n est l’ordre de diffraction

- θ est l’angle de Bragg = demi angle de déviation

- d est la distance interréticulaire

III.1.4. Méthode des poudres

Nous avons utilisé la méthode des poudre c’est à dire que l’échantillon à analysé

est constitué d’une poudre finement broyer et isotrope.

Le rayonnement utilisé est monochromatique. Cette technique permet une analyse

rapide et non destructive d'un mélange de phases cristallines. Elle est donc très

largement utilisée dans de nombreux domaines tels que la minéralogie, la biologie,

l'archéologie, la pharmacologie, …

En montage Bragg-Brentano

Fig.III.4.3 : Réflexion des rayons X par une famille de plansréticulaires espacés d'une distance d

65

4

En diffraction X, la configuration de Bragg-Brentano, appelé aussi θ/2θ est la plus utilisée.

L’angle d’incidence θ séparant le faisceau incident de rayon X et la surface de l’échantillon

est égale à l’angle de mesure entre le détecteur et la surface de l’échantillon est égale à

l’angle de mesure entre le détecteur et la surface de l’échantillon. Cela signifie que les plans

qui sont dans la situation de réflexion de Bragg sont toujours parallèles à la surface.

L’échantillon tourne autour de l’axe du goniomètre à une vitesse ω = d constante. Le

détecteur placé sur le même cercle que la source X se déplace avec une vitesse double ω’=

2ω.s

III.1.5. Spectre de diffraction

Un spectre de diffraction ou diffractogramme comprend le spectre continu et des raies

caractéristiques

- Le spectre continu est un ensemble de radiations dont l’intensi té varie de

façon continue avec la longueur d’onde. Il comporte un seuil d’émission

brusque du coté des courtes longueurs d’ondes ; cette limite inférieure est

inversement proportionnelle à la tension appliquée.

Quant la tension appliquée au tube d’émission des rayons X croit, la

proportion des radiations des courtes longueurs d’ondes augmente ; on dit que

le rayonnement devient plus dur.

- Sur le spectre continu se superpose un spectre de raies, où les longueurs d’ondes sont

indépendantes des conditions du fonctionnement du tube, elles ne dépondent que de

la nature de l’anticathode. Celles-ci forment des séries reconnaissables d’un élément à

un autre. C’est leur identification qui permet de remonter à celle des éléments

constituant l’échantillon analysé.

66

5

III.2. MODE OPERATOIRE

III.2.1. Diffractomètre utilisé

Les acquisitions sont effectuées à l’aide d’un diffractomètre de type PANalytical

EMPYREAN dans le laboratoire de Microstructures et Défauts dans les Matériaux (LMDM)

dans l’université de Constantine 1 (figure III.4.3 ) La radiation utilisée est la raie Kα d’une

anticathode Cu.

Fig.III.4.4 : Vue d'ensemble du dispositif

Source

de rayonnement

Détecteur

Cercle 2 θEchantillon

67

6

III.2.2. Préparation des échantillons

On dispose la poudre du minéral à étudier sur un porte échantillon. Ce dernier est disposé sur

un goniomètre qui lui permet un mouvement de rotation autour d’un axe perpendiculaire au

cercle porteur. Lorsqu’il y a diffraction suivant la loi de Bragg, on obtient un

diffractogramme. Chaque raie de diffraction correspond à une famille de plans diffractant.

On choisit l’anticathode la plus favorable pour l’étude entreprise et on isole par réglage une

longueur d’onde bien définie. Pour notre étude, nous avons utilisé la raie Kα du cuivre (λ =

0.154 nm)

Après dépouillement et en commençant par l’élimination du bruit de fond (opération

fortement conseiller pour la quantification) et cela pour chaque échantillon. On a eu pour

chaque échantillon un spectre correspondant.

Fig.III.4.5 : exemple d’un échantillon depoudre cas « échantillon n°1 »

68

7

III.3. Résultats des RX

Les Rayons X ont mis en évidence les minéraux représentés dans le tableau ci-dessous et pour unemeilleure lecture se référencer à l’annexe N°2.

Tableau récapitulatif des minéraux

Echantillon BT4 portail sud

Ech 1

Echantillon AT4 portail sud

Ech 2

Echantilloncintre n° 49

Ech 3

Echantilloncintre n° 165droit T4 sudportail nord

Ech 4

Echantilloncintre n° 165

gauche T4 sudportail nord

Ech 5

Echantillon1 portail T4

nordEch 6

Echantillon 2portail T4

nordEch 7

Quartz - - 24,8 47 46 19,2 37Muscovite - - 23,8 27 23 19,2 35

Dickite - - 9,9 - 16 - -Pyroxène - - 4 12 6 14,1 8Chlorite - - - - - -

Montmorilonite - - - - 7 - -Illite - - 37,6 - - 34,3 -

Dolomite 2 - - - - -Paragonite 13 32 - - - -

Biotite - - - - - 4 6Kaolinite - - - 14 - -

CaCO3 85 53 - - - - -Clinopyroxène - 15 - - - - -

Albite - - - - 2 13,1 -Phlogopite - - - - - 5

CONCLUSION

On constate que les spectre ont mis en évidence, deux famille de minerais ; la plus abondante

des deux familles est la famille des phyllosilicate (Muscovite, Biotite……….), la seconde

familles c’est la silice. Les courbes qui vont suivre montre une évolution nette dans la

quantité de la famille des phyllosilicate par rapport a la famille de la silice, la famille des

pyroxènes a pratiquement une évolution constante.

69

8

CONCLUSIONS GENERALES

Les principaux résultats de ce travail peuvent être résumés dans les points suivants :

Elaboration de deux cartes morpho structurales (échelle 1 : 20 000).

Ces cartes réalisées à partir de l’interprétation des photographies aériennes, donnent une

multitude d’informations sur les éléments d’origine morphologique (éboulis, cône de

déjections, glissements et solifluxion) et sur les éléments d’origine structurale (escarpements

de failles, pendage et accidents). Ces cartes laissent apparaître un réseau de fracturation assez

complexe qui confirme l’existence et le rôle joué par certaines directions d’accidents, leur

nature profonde ainsi que l’ampleur de leurs étendues

On est loin de la cartographie montrant un terrain relativement homogène, moyennement

instable et sans particularités morpho géologiques.

Par ailleurs l’analyse des accidents nous a permis d’apporter des indications nouvelles sur le

type, la répartition, la signification et l’orientation des systèmes majeurs des accidents. Une

étude statistique à permis de dégager cinq principales familles d’accidents :

la famille N-S

la famille NE-SO

la famille E-O

la famille NO- SE)

la famille NNO-SSE

Une série de structures particulières est relevée et analysée, elles montrent bien la complexité

du terrain (zones de broyages, zones effondrées structures en relais, en échelons ou en

couloirs…….).

Les grands mouvements gravitaires qui caractérisent cette région et qui sont liés en grande

partie au cadre géologique complexe de la région, mériteraient plus d’intérêt de la part des

géologues.

A travers la cartographie morpho structurale, le réseau hydrographique de la région est

analysé. Cette analyse nous apprend que ce réseau illustre une parfaite adaptation aux

structures tectoniques.

70

9

En outre, l’analyse linéamentaire du réseau hydrographique nous a permis non seulement de

confirmer la nature tectonique (souvent active) de certains linéaments mais aussi de suivre

leurs extensions non cartographiées auparavant.

L’évolution plane du relief. Les déformations du modelé sont nettes. L’alignement de

certaines morpho-structures souvent mis en valeur par des lignes d’escarpement ou par des

surcreusements de chenaux hydrographiques apporte des indications sur l’importance de

certaines directions et du degré de leur activité. Les directions N-S et NO-SE se distinguent

en premier lieu.

Les particularités morphologiques et géologiques du tracé du Tunnel et des zones limitrophes

sont analysées (dans leurs contextes locaux et régionaux) grâce aux investigations de terrain.

Le rôle et l’ampleur des mouvements de masses sont mis en valeur, on ne parle plus de

simples glissements mais de structures géologiques.

La confrontation de la description et l’analyse des sondages carottés réalisées par les sous-

traitants de COJAAL et ceux de l’auteur révèle des imprécisions et des incohérences. Nous

pensons que ces imprécisions et ces incohérences ont contribué avec la complexité du terrain

à rendre les travaux au niveau du tunnel plus difficile et plus couteux.

La réflexion initiée dans ce travail sur la sismicité de la région d’étude, bien que modeste tend

surtout à attirer l’attention de ceux qui s’intéressent à cette région complexe sur le rôle de la

sismicité dans le paysage géodynamique du constantinois.

Les analyses aux rayons X représente une contribution, elle aussi à la compréhension de cette

région hautement fragile et complexe.

L’approche que nous avons utilisé pour ce travail est basée sur l’utilisation de la photo

interprétation couplée aux investigations de terrain ; elle a permis en un laps de temps assez

réduit d’analyser et de mieux cerner les différentes particularités morpho géologiques de la

région d’étude. Ces particularités que les méthodes classiques n ‘ont pas pu déceler. Nous

pensons que ces particularités sont d’une grande importance dans tous projet d’aménagement

en particulier celui qui nous intéresse c’est a dire la construction d’infrastructure

autoroutières.

71

10

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Cartes Topographiques

Feuille Zighout Youcef N° 52, échelle 1/50 000ème.

Feuille Zighout Youcef N° 1-2, 3-4, 5-6 et 7-8 échelle 1/25 000ème. Feuille El Aria

N° 74, échelle 1/50 000ème

Feuille El Aria N° 74, échelle 1/50 000ème

Cartes Géologiques

Carte géologique du centre de la chaine numidique 1/50 000ème RAOULT J F., 1974

El Aria : 1/50 000ème avec notice explicative, COIFFAIT P. E., et VILA J. M.,

1977, service de la carte géologique de l'Algérie/SONATRACH.

74

13

Constantine : 1/200 000ème avec notice explicative, VILA J. M., 1977 service de la

carte géologique de l'Algérie/SONATRACH.

Carte géologique d’Afrique du nord Wildi W., 1983, Revue de géologie dynamique et

de géographie physique vol 24, fasc.3

Photographies aériennes

Boite N° 52, échelle 1/20 000ème.

75

ANNEXES

ANNEXE I

III.3. CORRELATION DES LOGS DE SONDAGES.

Interprétation faite par l’entreprise de réalisation

Sondage S4-LT-28i

Ce sondage, de 63m de long, se situe à l’amont du portail

sud du tunnel T4.

Il parcourt successivement les unités lithologiques

suivantes :

• de 0 à 2m : terrain de recouvrement argileux légèrement

graveleux, riche en matières organiques ;

• de 2 à 5,5m : argile marneuse altérée ;

• de 5,5 à 30m : argile marneuse avec des inclusions de

gypse ;

• de 30 à 43m : marne compacte à fracturée avec des

inclusions gypseuses ;

• de 43 à 46m : argile marneuse compacte avec un

passage désagrégé ;

• de 46 à 53m : marne compacte avec des inclusions

gypseuses ;

• de 53 à 59.5m : argile marneuse très fracturée ;

• de 59,5 à 63m (fin du sondage) : marne compacte avec

des inclusions gypseuses.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 70 à

100% le long du sondage,

pour un RQD de 60 à 100% au sein de la marne compacte

Interprétation de Zerdoudi et Benabbas.C

S4-LT-28i PK 229+ 380 ; Z=543m

0,00 – 0,30m : Terre végétale

0,30 – 2,00m : Argile limoneuse brune plastique.

2,00 – 4,00m : Limon argileux beige graveleux

4,00 – 4,50m : Limon beige

4,50 – 5, 30m : Argile brune plastique.

5,30 – 7,70m : Marne argileuse gris brune remaniéeconsolidée.

7,70 – 9,20m : Marne grise remaniée consolidée, existencede fissures obliques sans remplissage à 8,80m et 9,00m

9,20 - 9,80m : Passage de marne grise friable

9,80 – 18m : Marne grise remaniée consolidée, existencede marne très remaniée dépassant les 50cm limités par desfissures obliques remplies de calcite à11,60- 11,90-14 et14,20 la fissuration c’est faite après remaniement etconsolidation

18,00 – 19,00m : Marne grise à pendage net.

19,00 – 33,50m : Marne grise remaniée consolidée àfissures obliques remplies de calcite à 24,20m apparitionde deux types de fractures l’une oblique, l’autre subhorizontale, à 33,50m le remplissage de la fissure subhorizontale peut atteindre les 5 cm.

33,50 – 37,70m : Marne grise consolidée à fissuresobliques et sub horizontales remplies de calcite, existenced’une couche de marne remaniée de 33,80m à 34,00m.

37,70- 41,40 : Marne grise claire à pendage moyen.

41,40 – 45,20 : Marne calcareuse grise à fissure oblique.

45,20 – 46m : Passage de marne grise à fissures obliques.

46 – 48m : Marne calcareuse grise à trois directions defissures dont 2 sont obliques et 1 sub horizontale.

48 – 49,30 : Marne calcareuse grise fracturée

49,30 – 51m : Marne calcareuse grise à plusieursdirections de fissures.

51 – 54m : Marne calcareuse grise peu fissurée.

54 – 60 m : Marne grise, existence de quelques passagesde marne calcareuse grise qui ne dépasse pas les 50cm.

60 – 63 : Marne calcareuse grise saine existence dequelques structures sédimentaire, à 62,30m.

Sondage S4-LT-29i

Ce sondage, de 50m de long, se situe au sud du sondage

S4-LT-28, et également à l’amont du portail sud du tunnel

T4.

Il parcoure successivement les unités lithologiques

suivantes :

• de 0 à 1,6m : terrain de recouvrement argileux noirâtre,

riche en matières organiques ;

• de 1,6 à 8,6m : argile marneuse altérée ;

• de 8,6 à 17,50m : argile marneuse avec des inclusions de

gypse

• de 17,50 à 35m : argile marneuse compacte à fracturée

avec des inclusions gypseuses et des passages désagrégés ;

• de 35 à 36m : intercalation de bande de grès fin grisâtre,

consolidé et calcaire ;

• de 36 à 50m (fin du sondage) : argile marneuse

compacte et fracturée. Certaines fractures sont remplies

de gypse.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 50 à

100% le long du sondage.

Sondage S4-LT-32i

Ce sondage, a été poursuivi jusqu'à une profondeur de

83,5m. Il se situe sur le tracé du tunnel sur le versant sud

du Djebel El Kantour.

Au droit de ce sondage, les unités lithologiques suivantes

ont été successivement identifiées:

• de 0 à 1,6m : terrain de recouvrement argileux noirâtre,

riche en matières organiques ;

• de 1,6 à 3m : argile marneuse altérée ;

• de 3 à 57m : marne argileuse compacte schisteuse ;

• de 57 à 68m : argile marneuse fracturée intercalation de

bande de grès fin grisâtre, consolidé et calcareux ;

• de 68 à 83,5m (fin du sondage) : marne argileuse

compacte schisteuse.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 70 à

100% le long du sondage,

pour un RQD de 50 à 100% au sein de la marne compacte.

S4-LT-29i PK 229+150 ; Z=526m

0 – 1,60m : Terre végétale

1,6 - 8,60m : Argile brune parfois graveleuse, existence depassages très plastiques et de fissures obliques à 6,55m.

8,6 – 33,5m : Marne grise remaniée, consolidée, parendroit elle est friable on note l’existence de fissureoblique a 17,95m. Existence de fissures horizontaleremplies de gypse.

33,5 – 45,50 : Marne grise à passages décimétriques degrès à 34,80-35,60 et quelques fissures remplies de gypse.

45,50 – 50,00 : Marne grise consolidée à fissureshorizontales obliques remplies de gypse, existence defentes de dessiccation à 45,50 et 46m.

Remarque : la présence de grès fin et de calcaire esterronée et n’a pas été confirmé et serait des marnescalcareuse dures.

S4-LT-32i PK 229+640 ; Z=555m

0,5 – 1,6m : Terre végétale

1,6 – 3,00 : Argile brune plastique et marne argileusebrune

3,00 – 5,00 : Argile marneuse grise

5,00 – 13 : Marne grise à pendage oblique, existence defissures à 7,70 et 9,15m.

13 – 21 : Marne grise saine à pendage oblique existence defissures obliques. « l’épaisseur des strates de marne est del’ordre du millimètre voire du centimètre »

21 – 43 : Marne calcareuse grise, saine, à pendageoblique ; on n’a pas de fissuration apparente. On notel’existence d’alternance dans le dépôt de la marne on a despassées de couleur sombre et des passées de couleur claire.Existence de passages fracturés de 40,30- 41,15 et 42, 50 –43,00m.

43 – 51,6 : Marne grise saine à pendage oblique, absencede fissuration.

51,6 – 53 : Marne calcareuse grise saine, absence defissures.

53 – 55,85 : Marne grise à pendage oblique absence defissuration.

55,85 – 82 : Marne calcareuse grise à pendage oblique, etprésence de quelques niveaux fracturés, la fissuration n’estpas importante, existence de trace de structuressédimentaires.

Remarque : l’aspect schisteux des marnes entre 68 et83,50m n’existe pas.

Sondage S4-LT-33N

Ce sondage, a été poursuivi jusqu'à une profondeur de

150m. Les 100 premiers mètres ont été forés sans prise de

carottages, seuls les 50 derniers mètres ont été carottés.

Ce sondage se situe sur le tracé du tunnel T4, sur le

versant sud du Djebel

El Kantour.

Il parcoure successivement les unités lithologiques

suivantes:

• de 0 à 100m : forage destructif.

• de 100 à 150m (fin du sondage): marne argileuse

compacte schisteuse à intercalation de couches de grés et

d’argile.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 60 à

100% entre 100 et 150m de profondeur, pour un RQD de

10 à 100%.

Sondage S4-LT-34N

Ce sondage, a été poursuivi jusqu'à une profondeur de

62m. Il se situe sur le tracé du tunnel sur le versant nord

du Djebel El Kantour.

Au droit de ce sondage, les unités lithologiques suivantes

ont été successivement identifiées:

• de 0 à 0,4m : terrain de recouvrement argileux ;

• de 0,4 à 2,7m : argile marneuse altérée ;

• de 2,7 à 9m : argile marneuse (argilite) schisteuse

friable;

• de 9 à 52m : argile marneuse (argilite) avec des veines

gypseuses ;

• de 52 à 62m (fin du sondage) : argile marneuse (argilite)

fracturée avec des passages gréseux.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 10 à

100% le long du sondage, pour un RQD de 30 à 100% au

sein des argilites.

S4-LT-33N PK 230+000 ; Z=622m

100 – 106 : Marne calcareuse grise avec un RQD moyen,pas de trace de fissuration apparente.

106 – 120 : Marne calcareuse grise à pendage oblique et àfissures non remplies.

120 – 125,8 : Marne grise foncée à fissures obliques àpassage de marne très altérée.

125,8 – 141 : Marne calcaireuse grise saine à fissuresobliques et sub horizontales.

141 – 146 : Marne calcaireuse grise très fracturée

146 – 150 : Marne grise saine à passage de marne trèsaltérée vers 146,10 à 146,4m et 149,5 à 150m.

S4-LT-34N PK 231+000 ; Z=505m

0,00 – 0,30 : Terre végétale.

0,30 – 2,70 : Argile brune plastique

2,70 – 14,95 : Argilite grise remaniée altérée à fissuresobliques sans remplissage.

14,95 – 16,40 : Argilite grise à aspect schisteux.

16,40 – 27,40 : Argilite grise très à aspect schisteux, àpassage d’argile rouge « lie de vin » probablement du triasvers 21,80 à 23m et 26,53 à 27,40m existence de fissureoblique sans remplissage.

27,40 – 52,00 : Argilite grise remaniée à traces de fissuresvers 27,40 m, à fissure obliques, existence de passagegréseux vers33m, existence d’argile rouge vers 46m

52,00 – 55,00 : Argilite saine grise à pendage oblique.

55,00- 62 : Argilite grise remaniée présentant une grandefracturation.

Sondage S4-LT-35Ni

Ce sondage, a été poursuivi jusqu'à une profondeur de

50m. Il se situe sur le tracé

du tunnel sur le versant nord du Djebel El Kantour.

Au droit de ce sondage, les unités lithologiques suivantes

ont été successivement identifiées:

• de 0 à 2,2m : terrain de recouvrement argileux et argile

graveleuse plastique;

• de 2,2 à 3,5m : bande gréseuse oxydée et fracturée ;

• de 3,5 à 17m : argile marneuse (argilite) schisteuse avec

fracture oblique a12m et des veines gypseuses ;

• de 17 à 50m (fin du sondage) : argile marneuse (argilite)

fracturée avec des passages gréseux.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 50 à

100% le long du sondage,

Sondage S4-LT-36

Ce sondage, a été poursuivi jusqu'à une profondeur de

170m. Au droit de ce sondage, les unités lithologiques

suivantes ont été successivement identifiées:

• de 30 à 104,05 m : alternance de marne, de

conglomérats et de grés;

• de 104,05 à 150,15 m : alternance de marne compacte et

de bandes de grés ;

• de 150,15 à 150,45 m : brèche constitué des graves

gréseux dans une matrice marneuse ;

• de 150,45 à 170 m : marne argileuse (argilite) gréseuse

altérée.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 40 à

100% le long du sondage, pour un RQD de 0 à 90% au

sein des marnes.

S4-LT-35Ni PK 231+230 ; Z=487m

0,00- 0,30m : Terre végétale

0,30 – 2,00m : Sable argileux jaunâtre à blocs de grès

2,00 – 4,00m :Grès jaunâtre fracturé

4,00 – 8,80m : Argilite grise très altérée à graviers gréseux.

8,80 – 11m :Argilite grise remaniée

11- 16m : Argilite grise à pendage subhorizontale àfissures subhorizontales remplis de gypse.

16 – 18,70m : Argilite grise saine à pendage oblique

18,70 – 34m : Argilite grise à pendage sub horizontale, àfissure remplis de gypse, a passage décimétrique d’argilitegrise altérée.

34 - 40 m : Argilite plus ou moins saine à pendage obliqueet a niveaux décimétriques d’argilite remaniée.

40 – 50m : Argilite grise remaniée consolidée à aspectschisteux, existence de trace de fissures remaniées,existence de quelques passages d’argilite à pendageoblique.

S4-LT-36 PK 230+500 ; Z=597m

140- 146,70 : Marne calcareuse grise consolidée àfissures horizontales remplis de gypse à niveau fracturévers 146,05

146,7 – 154,30 : Brèche d’argilite grise à fissures àpassage de marne calcaire grise entres 149-149,65m.

154,30 – 158,30 : Argilite grise remaniée consolidée àfissures sub horizontales.

158,30- 164,20 : Brèche d’argilite grise à passage dur demarno calcaire grise vers 158 à 159m.

164,20 - 170 : Argilite grise remaniée consolidée àtraces de fissures remaniées.

Remarque : les échantillons de 30m à 104,05m ont étédétériorés ou perdu

Sondage S4-LT-37

Ce sondage, a été poursuivi jusqu'à une profondeur de

100m. Au droit de ce sondage, les unités lithologiques

suivantes ont été successivement identifiées:

• de 0 à 3m : terrain de recouvrement riche en matière

organique et en carbonate et de limon argileux et sableux;

• de 3 à 27,5m : argilite grise très altérée ;

• de 27,5 à 100 m (fin de forage) : alternance d’argilite et

de grés.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 60 à

100% le long du sondage,

pour un RQD de 0 à 70% au sein des argilites.

S4-LT-37 PK 231+080 ;

0,00 – 0,50m : Terre végétale

0,50 – 2,50m : Argile brune

2,50 – 5,80m : Argile jaunâtre à traces d’oxydations.

5,80 – 20,65m : Argilite grise altérée à quelques traces defissures.

20,65 – 27,20m : Argilite grise à pendage oblique àniveaux décimétriques d’argilite grise altérée.

27,20 – 31,60m : Argilite grise saine à pendage oblique, àquelques fissurations subhorizontales et obliques.

31,60 – 33,4m : Argilite grise très altérée

33,4 – 46m : Argilite grise altérée à passage d’argilite durefissurée, ces passages sont décimétriques.

46- 60,3m : Argilite grise altérée indurée à passagesd’argilite a pendage oblique très fissurés.

60,30 – 61,70m : Argilite grise à pendage oblique et àfissuration sub horizontale et oblique.

61,70 – 68,55m : Argilite grise indurée à pendage obliqueet à fissures obliques sans remplissage.

68,55 – 78,50m : Argilite grise indurée à pendage obliqueet à fissure oblique sans remplissage.

78,50 – 100m : Argilite grise remaniée consolidée à tracede fissures remaniée.

Sondage S4-LT-39

Ce sondage, a été poursuivi jusqu'à une profondeur de

83m. Il se situe sur le tracé du tunnel T4, sur le versant

Nord du Djebel El Kantour.

Ce sondage parcoure successivement les unités

lithologiques suivantes:

• de 0 à 0,7m : terrain de recouvrement argileux, riche en

matièresorganiques ;

et localement des traces d’oxydation ;

• de 6,5 à 73m : argile marneuse (argilite) schisteuse avec

des passées calcaires ou gréseuses;

• de 73 à 83m (fin du sondage) : argile marneuse (argilite)

schisteuse fracturée.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 30 à

100%.

S4-LT-39 PK 230+860 ; Z=523m

0,00 – 0,80 : Terre végétale

0,80 – 6,75 : Argile marneuse brune peu graveleuse,friable, rarement récupérée en carottes consistante

6,75- 13,20 : Argilite grise

13,20 – 17 : Argilite grise remaniée à quelques passagesfriables

17 – 26,61 : Argilite grise plastique à passagescentimétriques friables à fissures obliques sansremplissage vers 25,30m.

26,61- 50,40 : Argilite grise friable consolidée à quelquespassages plastiques et à passages d’argile rouge « lie devin » probablement triasique avec des niveaux gréseuxvers 44,80m

50,40 – 57,70 : Argilite grise friable à quelques passagesde marno-calcaire gris qui ne dépassent pas les 30cm.

57,70 – 63,30 : Argilite grise plastique à fissures obliquessans remplissage.

63,30 – 67,75 : Argilite grise remaniée reconsolidée à tracede fissures remaniées, a passage de marno calcaire grisetrès fracturée vers 64,11- 65,75 et à fissure oblique vers65,50 et 67,75.

67,75 – 73,72 : Argilite grise remaniée consolidéeprésence de passage graveleux.

73,72 – 83 : Argilite grise remaniée plastique, à quelquespassages plastiques, existence de fissures sans remplissage,et passages marno-calcaire fracturées de 78,10 à 79,20m.

Sondage S4-LT-43i

Ce sondage, a été poursuivi jusqu'à une profondeur de

63m. Il se situe à l’amont du

portail nord du tunnel T4. Ce sondage parcoure

successivement les unités

lithologiques suivantes:

• de 0 à 1,4m : terrain de recouvrement argileux ;

• de 1,4 à 7,3m : argile grise brunâtre faiblement

limoneuse présentant des

zones humides et oxydées ;

• de 7,3 à 18,6m : argile marneuse (argilite) gréseuse

compacte ;

• de 18,6 à 42,5m : argile marneuse (argilite) gréseuse

altérée ;

• de 42,5 à 45,5m : argile marneuse (argilite) gréseuse

compacte ;

• de 45,5 à 51,5m : argile marneuse (argilite) gréseuse

altérée ;

• de 51,5 à 55,50m : grés fracturé ;

• de 55,5 à 63m (fin du sondage) : argile marneuse

(argilite) gréseuse altérée.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 30 à

100%, pour un RQD de 50à 100% au sein du grés gris

clair.

Sondage S4-LT-44i

Ce sondage, a été poursuivi jusqu'à une profondeur de

30m. Il se situe à l’amont du

portail nord du tunnel T4.

Ce sondage parcoure l’unité lithologique suivante:

• de 0 à 30m : argile marneuse (argilite) gréseuse altérée.

Le pourcentage de récupération des carottes varie de 30 à

100%, pour un RQD de 50

à 100%.

S4-LT-43 PK 231+590 ; Z=483m

0,00 – 1,00m : Argile brune plastique graveleuse.

1,00 – 6,00m : Argile marron limoneuse graveleuse.

6,00- 7,30m : Argilite marron grise.

7,30- 12,3m : Argilite saine consolidée à fissures obliqueset à quelques passages friables

12,3 – 30m : Brèche d’argilite à fragments de grès decalcaire et de marno-calcaire

30 – 31m : Passage de grès gris

31 – 44,8m : Argilite grise remaniée consolidée à aspectschisteux.

44,8 – 48, 50m : Brèche d’argilite, de calcaire et de grès.

48,50 – 54,20m : Passage métrique de brèche d’argilitegrise présence de passages de marno-calcaire gris.

54,20 –56m : Passage de grès gris

56 – 59m : Brèche d’argilite de grès et de calcaire

S4-LT-44 PK 231+683 ; Z=460m

0,00- 7,00m: Argilite grise très remaniée non consolidée

7,00- 30m : Schistes remaniés, consolidé, fortement

fracturés à aspect argileux (plastique) présence de dragées

de quartzite on trouve des niveaux friables et faibles vers

10m, 11.30m et à 12,05 existence d’argile couleur lie de

vin a 14,90m a 26,60 et à 29,50m.

Sondage S4-LT-45

Ce sondage, a été poursuivi jusqu'à une profondeur de

30m. Il se situe à l’aval du

portail nord du tunnel T4.

Ce sondage parcoure l’unité lithologique suivante:

• de 0 à 30m : argile marneuse (argilite) gréseuse altérée.

S4-LT-45 PK 231+755 ; Z=438m

0,00- 6,50m: argile marron limoneuse plastique

6,50 -30m : Schistes remaniés, consolidé, fortementfracturés à aspect argileux (plastique) présence de dragéesde quartzite

ANNEXE II

Echantillon n° 1

Interprétation :

Les raies caractéristiques de l’échantillon n° 1 ont misen évidence une Roche riche en carbonate 85%, lesargiles sont sous forme de paragonite et leurs taux est de19%

Fig.III.4.6 : Quantification des éléments constituant l’échantillon n°1

Fig.III.4.5 Spectre après traitement et analyse de l’échantillon n°1

Echantillon n° 2

Interprétation :

Les rais caractéristiques de l’échantillon n°2 ont misen évidence une roche qui contient 53% de carbonate,32 % de paragonite et 15% de clinopyroxène

Fig.III.4.7 Spectre après traitement et analyse de l’échantillon n°2

Fig.III.4.8 : Quantification des éléments constituant l’échantillon n°2

Échantillonn°3

Interprétation :

Les rais caractéristiques de l’échantillon n°3 ont mis en

évidence une roche riche en phyllosilicate ou leurs

taux est de71, 3 par rapport au quartz qui n’a que

24,8%.

Fig.III.4.9 Spectre après traitement et analyse de l’échantillon n°3

Fig.III.4.10 : Quantification des éléments constituant l’échantillon n°3

Echantillonn°4

Interprétation :

Les rais caractéristiques de l’échantillon « cintre n° 165 gauche T4 sud

portail nord » ont mis en évidence une roche qui est constituée avec

d’un taux de 41 % de phyllosilicate.

Fig.III.4.11 Spectre après traitement et analyse de l’échantillon n°4

Fig.III.4.12 : Quantification des éléments constituant l’échantillon n°4

Echantillonn°5

Interprétation :

Les rais caractéristiques de l’échantillon cintre n° 165 droit

T4 sud portail nord ont mis en évidence une diminution du

taux des phyllosylicates 46%, ce taux est équivalent a celui

des silicates, on a l’apparition de l’albite.

Fig.III.4.13 Spectre après traitement et analyse de l’échantillon n°5

Fig.III.4.14 : Quantification des éléments constituant l’échantillon n°5

Echantillonn°6

Interprétation :

Les rais caractéristiques de l’échantillon 1 portail T4 nord ont mis en

évidence une nette amélioration du taux des phyllosylicates 53,5%, et

une diminution nette du taux du quartz ou il représente que 19,2 %

des constituants de la roche.

Fig.III.4.15 Spectre après traitement et analyse de l’échantillon n°6

Fig.III.4.16 : Quantification des éléments constituant l’échantillon n°6

Echantillon n°7

Interprétation :

Les rais caractéristiques de l’échantillon 2 portails T4 nord ont mis en évidence une

roche riche phyllosylicates 50%, le quartz ne représente que 37%.

Fig.III.4.17 Spectre après traitement et analyse de l’échantillon n°7

Fig.III.4.18 : Quantification des éléments constituant l’échantillon n°7